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IHRI n f o r m a t i o n s s y s t e m z u h y d r o g e o l o g i s c h e n R i s i k e n

M E T H O D I S C H E R E N D B E R I C H T

I H R E n d b e r i c h t

IHR Informationssystem zu hydrogeologischen Risiken

Methodischer Endbericht

Herausgeber: Autonome Provinz Bozen – Südtirol, Abteilung Wasserschutzbauten

Projektverantwortlicher: Hanspeter Staffler

Redaktion: Andreas Zischg, Evelyn Scherer

Bozen, Jänner 2008

S. 4

I H R E n d b e r i c h t

ImpressumÜbersetzungMarco Molon, Bozen

Grafiken und KartenLandesabteilung Wasserschutzbauten

Amt für Geologie und Baustoffprüfung

Andreas Zischg

Geowissenschaftliches Büro geo7, Bern

Hydrologis, Bozen

GrafikFreigeist, Bozen

Druck und BindungFotolito Longo, Bozen

Bozen, Februar 2008Alle Rechte vorbehalten

Nachdruck und Wiedergabe nur mit

Genehmigung des Herausgebers

Gedruckt auf Naturpapier

ProjektpartnerSchweiz Amt für Wald Graubünden

ÖsterreichWildbach- und Lawinenverbauung

Sektion Tirol

Die Projekte und diese Publikation wur-den mit Mitteln des europäischen Fonds für Regionalentwicklung im Rahmen des Programms INTERRREG IIIA kofinanziert.

Diesen methodischen Endbericht erhalten

Sie kostenlos bei der Abteilung Wasser-

schutzbauten oder als Download unter

www.provinz.bz.it/wasserschutzbauten.

KontaktAutonome Provinz Bozen – Südtirol

Landesabteilung Wasserschutzbauten

Cesare-Battisti-Straße 23

I-39100 Bozen

Tel.: +39 0471 414550

Fax: +39 0471 414599

E-Mail: [email protected]

www.provinz.bz.it/wasserschutzbauten

S. 5

I n h a l t - I H R E n d b e r i c h t

Inhalt

Impressum ..................................................................................................................................4Inhalt ...........................................................................................................................................5

Abbildungsverzeichnis ..............................................................................................................8

Tabellenverzeichnis .................................................................................................................11

Vorwort .....................................................................................................................................12

Zusammenfassung ...................................................................................................................13

Summary ...................................................................................................................................13

Sintesi .......................................................................................................................................13

_1 Einführung .................................................................................................................................14

1.1 Projektidee ...................................................................................................................14

1.2 Projektstruktur ............................................................................................................14

1.3 Ziele der Projekte .........................................................................................................16

1.4 Umsetzung ...................................................................................................................17

_2 Gefahrenbeurteilung auf regionaler Maßstabsebene .............................................19

2.1 Methodenevaluation und Methodenwahl.................................................................212.1.1 Einführung .................................................................................................................................................21

2.1.2 Betrachtete Methoden .........................................................................................................................21

2.1.3 Zeit und Kostenaufwand der vorgestellten Methoden ..........................................................24

2.1.4 Evaluation der Methoden im Hinblick auf die Ziele von IHR ................................................24

2.2 Ereignisdokumentation an der Abteilung Wasserschutzbauten (ED30) .................272.2.1 Einführung .................................................................................................................................................27

2.2.2 Methode .....................................................................................................................................................28

2.2.3 Ergebnisse .................................................................................................................................................29

2.2.4 Schlussfolgerungen und Diskussion ...............................................................................................30

2.3 Gefahrenhinweiskarte Wildbäche – Prozesse Murgang und Übersarung ..............312.3.1 Einführung .................................................................................................................................................31

2.3.2 Methode .....................................................................................................................................................31

2.3.3 Ergebnisse .................................................................................................................................................40


2.4 Gefahrenhinweiskarte Talflüsse – Prozess Überschwemmung ...............................422.4.1 Einführung .................................................................................................................................................42

2.4.2 Methode .....................................................................................................................................................43

2.4.3 Ergebnisse .................................................................................................................................................61


2.5 Gefahrenhinweiskarte Sturzprozesse ........................................................................632.5.1 Einführung .................................................................................................................................................63

2.5.2 Methode .....................................................................................................................................................64

2.5.3 Ergebnisse .................................................................................................................................................68

S. 6

I H R E n d b e r i c h t - I n h a l t


2.6 Gefahrenhinweiskarte Schwemmholz-Wildholz .......................................................702.6.1 Einführung .................................................................................................................................................70

2.6.2 Methode .....................................................................................................................................................71

2.6.3 Ergebnisse .................................................................................................................................................78


_3 Risikoanalyse auf regionaler Maßstabsebene .............................................................79

3.1 Schadenpotenzial-Hinweiskarte ................................................................................823.1.1 Einführung .................................................................................................................................................82

3.1.2 Methode .....................................................................................................................................................83

3.1.3 Ergebnisse .................................................................................................................................................85


3.2 Priorisierung des Handlungsbedarfs bei der Sicherung des Lebensraums vor Murgang- und Übersarungsprozessen .....................................................................873.2.1 Einführung .................................................................................................................................................87

3.2.2 Methode .....................................................................................................................................................87

3.2.3 Ergebnisse .................................................................................................................................................90


3.3 Fallbeispiel Risikoanalyse in der regionalen Maßstabsebene .................................953.3.1 Einführung .................................................................................................................................................95

3.3.2 Methode .....................................................................................................................................................96

3.3.3 Ergebnisse .................................................................................................................................................99


_4 Informationssystem zu hydrogeologischen Risiken .............................................. 100

4.1 Datenbanken .............................................................................................................1024.1.1 Ereignisdokumentation ED30 – ED30 History.......................................................................... 104

4.1.2 Literaturdatenbank BIBLIO30 ......................................................................................................... 109

4.1.3 Informationssystem für Einzugsgebiete BASIN30 .................................................................. 112

4.2 Informations- und Kommunikationsmanagement .................................................1154.2.1 Merkblatt: Erstellung eines Gefahrenzonenplans für Wassergefahren.......................... 116

4.2.2 Seminar 30 / Intern 30 ....................................................................................................................... 122

4.2.3 Hazard Browser .................................................................................................................................... 122

_5 Plattform IHR .......................................................................................................................... 125

5.1 Einführung .................................................................................................................125

5.2 Stellungnahmen ........................................................................................................1265.2.1 Stellungnahme des Amtes für Forstplanung ........................................................................... 126

5.2.2 Stellungnahme des Hydrographischen Amtes ....................................................................... 126

5.2.2 Stellungnahme des Amtes für Geologie .................................................................................... 127

5.3 Diskussion und Ausblick ............................................................................................128

S. 7

I n h a l t - I H R E n d b e r i c h t

_6 Literatur ................................................................................................................................... 129

Anhang..................................................................................................................................... 133

Anhang 1: Durchgeführte Workshops der Arbeitsgruppen ................................................133

Anhang 2: Auflistung der Projektberichte ...........................................................................135Modul I – Datenbanken .................................................................................................................................... 135

Modul II – Hinweiskarten ................................................................................................................................. 136

Modul III – Informationssystem ..................................................................................................................... 138

Anhang 3: Informations- und Publizitätsmaβnahmen ......................................................138Informationsveranstaltungen ........................................................................................................................ 138

Publikationen ........................................................................................................................................................ 139

Anhang 4: Ausgabe von BASIN30 .........................................................................................140

S. 8

I H R E n d b e r i c h t - A b b i l d u n g s v e r z e i c h n i s

AbbildungsverzeichnisAbb. 1-1: Plattform IHR und die vier Interreg IIIA – Projekte ..........................................................................................15

Abb. 1-2: Organisation der Plattform IHR ...................................................................................................................................16

Abb. 1-3: Module von IHR ....................................................................................................................................................................18

Abb. 2-1: Aufbau des Ereignisdokumentationssystems der Abteilung Wasserschutzbauten ...............28

Abb. 2-2: Personalorganisation für die Ereignisdokumentation der Abteilung Wasser-

schutzbauten ..........................................................................................................................................................................29

Abb. 2-3: Gliederung der Ereignisse nach Jahr und Ereignistyp .................................................................................29

Abb. 2-4: Verteilung der ab dem Jahr 1998 aufgenommenen Ereignisse ...........................................................30

Abb. 2-5: Geschieberelevante Flächen ........................................................................................................................................34

Abb. 2-6: Bedingungen für Murganganrisse im Gerinne ................................................................................................36

Abb. 2-7: Gleitreibungswert µ für kleinere und große Murgänge in Abhängigkeit der

Einzugsgebietsgröße .........................................................................................................................................................37

Abb. 2-8: Grenzneigung in Abhängigkeit des Ausbreitungsexponenten im „random walk“

Modell ..........................................................................................................................................................................................38

Abb. 2-9: Ausscheidung von Ausbruchstellen für die Übersarungssimulation ................................................39

Abb. 2-10: Trajektorien aus der Murgang-Simulation, Kartenausschnitt bei Partschins ................................41

Abb. 2-11: Prozessflächen aus der Übersarungssimulation, Kartenausschnitt bei Naturns ........................41

Abb. 2-12: Energiebilanz zwischen zwei Querschnitten eines Fließgewässers ...................................................45

Abb. 2-13: Schematische Darstellung des hydrografischen Netzes im Tal: Jeder Ast ist

mittels eines Indexes, jeder Querschnitt mittels eines Wertepaars (i,j) charakterisiert. .........46

Abb. 2-14: Automatisch generierter Flussquerschnitt aus dem TIN-Geländemodell im

Hec-Ras-Format

(Etsch bei Goldrain, Vinschgau) ..................................................................................................................................47

Abb. 2-15: Algorithmus für die Bestimmung der Schwachstellen ...............................................................................48

Abb. 2-16: Diagramm zur Bestimmung des Strömungszustandes bei Brückenunterquerungen

oder Gerinneeinengungen ...........................................................................................................................................49

Abb. 2-17: Formbeiwert der Brückenpfeiler Cα ......................................................................................................................50

Abb. 2-18: Qualitativer Verlauf des Profils des freien Wasserspiegels im Fall A

(subkritische Strömung ohne Übergangsströmung) ..................................................................................50

Abb. 2-19: Qualitativer Verlauf des Profils des freien Wasserspiegels im Fall B

(sehr subkritische Strömung mit Übergangsströmung)............................................................................51

Abb. 2-20: Verlustkoeffizient Kr für verschiedene Stützenarten ....................................................................................51

Abb. 2-21: Qualitativer Verlauf des Profils des freien Wasserspiegels im Fall C

(superkritische Strömung ohne Übergangsströmung) ..............................................................................52

Abb. 2-22: Qualitativer Verlauf des Profils des freien Wasserspiegels im Fall D

(superkritische Strömung mit Übergangsströmung) ..................................................................................52

Abb. 2-23: Bestimmung der Kategorie aufgrund des Diagramms, das die Unterquerung

von Brücken darstellt .........................................................................................................................................................53

Abb. 2-24: Historische Dammbruchereignisse und Altarme an der Etsch. In den meisten Fällen

erfolgten die Dammbrüche bei abfließenden oder parallelen Altarmen, wohingegen

bei einmündenden Altarmen dies seltener der Fall war ...........................................................................56

Abb. 2-25: Häufigkeitsverteilung der durch die Berechnung aller möglichen

Wertekombinationen für P, C, F, S, R (108 Kombinationen) erhaltenen Ergebnisse ...............59

Abb. 2-26: Häufigkeiten der Klassen, die durch „geringe (SVW)“, „mittlere (MVW)“

und „hohe (AVW)“ Versagenswahrscheinlichkeit gekennzeichnet sind ........................................59

S. 9

A b b i l d u n g s v e r z e i c h n i s - I H R E n d b e r i c h t

Abb. 2-27: Schwachstellen für Überschwemmung auf den Hauptgewässern in den

Talgebieten Südtirols .........................................................................................................................................................61

Abb. 2-28: Gefahrenhinweiskarte für Überschwemmungsgefahren an der Etsch

im Bereich zwischen Gargazon und Terlan ........................................................................................................62

Abb. 2-29: Grafische Darstellung der Methode zur Berechnung der potenziellen

Sturzgebiete ............................................................................................................................................................................67

Abb. 2-30: Gefahrenhinweiskarte für Sturzprozesse, Kartenausschnitt bei Wolkenstein ..............................68

Abb. 2-31: Schematische Darstellung der Typen von Schwemmholz liefernden Flächen .........................72

Abb. 2-32: Schematische Darstellung der räumlichen Abgrenzung der Typen von

Schwemmholz liefernden Flächen ..........................................................................................................................73

Abb. 2-33: Programmstruktur des Verfahrens (vereinfacht) .............................................................................................76

Abb. 2-34: Schema für die Bewertung der Schwemmholzproblematik in Wildbacheinzugs-

gebieten .....................................................................................................................................................................................77

Abb. 2-35: Vorläufige Klassifikation der Wildbacheinzugsgebiete nach dem TRAI-Indikator

(Indikator 1) ..............................................................................................................................................................................78

Abb. 3-1: Datenfluss bei der Erstellung der Schadenpotenzial-Hinweiskarte aus den

Bauleitplänen mit vereinheitlichter Legende und der wald- und weide-

wirtschaftlichen Realnutzungskarte ........................................................................................................................85

Abb. 3-2: Schadenpotenzial-Hinweiskarte, Kartenausschnitt bei Lana. Stand:

September 2006. ..................................................................................................................................................................86

Abb. 3-3: Vorgehen bei der Auflistung der von Murgang- und Übersarungsprozessen

betroffenen Flächen der Schadenpotenzial-Kategorie 3 (Siedlungsgebiete)

nach der Größe der summierten Fläche ..............................................................................................................88

Abb. 3-4: Vorgehen bei der Auflistung der von Murgang- und Übersarungsprozessen

betroffenen Gebäude und Personen je Gemeinde ......................................................................................89

Abb. 3-5: Von Murgang potenziell betroffene Flächen der Schadenpotenzial-Kategorie 3

je Gemeinde ............................................................................................................................................................................91

Abb. 3-6: Von Übersarung potenziell betroffene Flächen der Schadenpotenzial-Kategorie

3 je Gemeinde ........................................................................................................................................................................92

Abb. 3-7: Anzahl der potenziell von Murgang betroffenen Gebäude je Gemeinde ....................................93

Abb. 3-8: Anzahl der potenziell von Übersarung betroffenen Gebäude je Gemeinde...............................94

Abb. 3-9: Zonen, die innerhalb des europäischen Programms “Ziel 2” festgelegt wurden .....................96

Abb. 3-10: Schematische Darstellung der angewandten Methode ...........................................................................96

Abb. 3-11: Gefahrenprozesse im Untersuchungsgebiet Nr.1, Obervinschgau ....................................................97

Abb. 3-12: Zonen mit hohem Schadenpotenzial (Schadenpotenzial-Kategorie 3) im

untersuchten Gebiet Nr. 1, Obervinschgau ........................................................................................................97

Abb. 3-13: Gebäudeverteilung innerhalb des untersuchten Gebiets Nr. 1, Obervinschgau ......................98

Abb. 4-1: Schema des Informationssystems zu hydrogeologischen Risiken IHR .........................................100

Abb. 4-2: Schema des anfänglichen Konzepts (BAUKAT30: Kataster der Wasserschutz-

bauten der Abt. 30; ED30: Ereignisdokumentation der Abt. 30; IFFI: Inventario

Fenomeni Franosi Italia des Amtes 11.6; BIBLIO30: Datenbank Literatur

der Abt. 30) ............................................................................................................................................................................103

Abb. 4-3: Schema des Endkonzepts für den Zugriff zu den verschiedenen Datenbanken

(BAUKAT30: Kataster der Wasserschutzbauten der Abt. 30; ED30: Ereignis-

dokumentation der Abt. 30; IFFI: Inventario Fenomeni Franosi Italia des Amtes

11.6; BIBLIO30: Datenbank Literatur der Abt. 30) .........................................................................................104

S. 10

I H R E n d b e r i c h t - A b b i l d u n g s v e r z e i c h n i s

Abb. 4-4: Einige Beispiele für geschichtliche Hinweise: Votivtafeln zum Keilbach (Ahrntal),

Hochwasserstände auf einer Hausmauer in Salurn, Überschwemmungskarte

der Rienz aus dem Jahre 1882 ..................................................................................................................................106

Abb. 4-5: Häufigkeit der Ereignisse nach Ereignistyp .....................................................................................................107

Abb. 4-6: Zeitliche Verteilung der registrierten Ereignisse...........................................................................................107

Fig. 4-7: Verteilung der aufgenommenen Ereignisse auf dem Landesgebiet (schwarze

Punkte - historische Erhebung ED30 History, rote Punkte - Erhebung aktueller

Ereignisse ED30). ...............................................................................................................................................................108

Abb. 4-8: Datenmodell der IHR Literaturdatenbank BIBLIO30. Stand: 17.08.2006. Quelle:

Zischg (2006b) ....................................................................................................................................................................110

Abb. 4-9: Benutzeroberfläche für die Suche in der Datenbank BIBLIO30. Stand: 17.11.2007 ..............111

Abb. 4-10: In BASIN30 implementierte Arbeitsschritte .....................................................................................................113

Abb. 4-11: Darstellung des Arbeitsumfelds mit der Hauptmaske .............................................................................114

Abb. 4-12: Titelblatt des Merkblattes zum Verfahren für die Erstellung eines Gefahren-

zonenplans für Wassergefahren .............................................................................................................................116

Abb. 4-13: Diese Grafik ist ein fester Bestandteil des Merkblattes und beschreibt in sche-

matischer Form den genauen Ablauf für die Ausarbeitung und Genehmigung

eines Gefahrenzonenplanes ......................................................................................................................................118

Abb. 4-14: Tabelle der Bearbeitungstiefen, dargestellt am Beispiel der Gemeinde Neumarkt ..............119

Abb. 4-15: Schlüssel für die Ermittlung der Flächen mit unterschiedlicher Bearbeitungstiefe ..............119

Abb. 4-16: Beispiel für die Ereignisdokumentation einer Überschwemmung im Jahre 1960,

beigelegt im Merkblatt der Gemeinde Neumarkt ......................................................................................121

Abb. 4-17: Auszug aus dem Bautenkataster für die Gemeinde Neumarkt (oben), Karte der

Überschwemmungsflächen der Gemeinde Neumarkt (rechts) ........................................................121

Abb. 4-18: Hazard-Browser, Gesamtübersicht ........................................................................................................................124

Abb. 4-19: Hazard Browser, Detailausschnitt ...........................................................................................................................124

S. 11

T a b e l l e n v e r z e i c h n i s - I H R E n d b e r i c h t

TabellenverzeichnisTab. 1-1: Zusammenstellung der Interreg-Projekte im Rahmen der Plattform IHR ....................................15

Tab. 1-2: Plattform IHR - Partner in Südtirol .............................................................................................................................16

Tab. 2-1: Eigenschaften von Gefahrenhinweiskarte und Gefahrenkarte. Quelle: Fuchs et al.

(2001) ...........................................................................................................................................................................................21

Tab. 2-2 : Bearbeitungskosten der vorgestellten Methoden. Quelle: Abteilung Wasserschutz-

bauten, geo7, BUWAL, A. Zischg ...............................................................................................................................24

Tab. 2-3 : Evaluation der in Betracht gezogenen Methoden ........................................................................................25

Tab. 2-4: Gewichtung der geschiebeliefernden Flächen ...............................................................................................35

Tab. 2-5: Parameter für die Ausscheidung von Murganganrissgebieten ............................................................36

Tab. 2-6: Punkteskala für die Klassifikation der Brücken ..................................................................................................53

Tab. 2-7: Punkteskala für den Verlauf von Altarmen ..........................................................................................................57

Tab. 2-8: Punkteskala für das Vorkommen von Qualmtrichtern ................................................................................57

Tab. 2-9: Punkteskala für die Form des Flussverlaufes ......................................................................................................57

Tab. 2-10: Punkteskala für die Klassifikation des Dammzustandes .............................................................................58

Tab. 2-11: Punkteskala für das Vorkommen von historischen Dammbrüchen ..................................................58

Tab. 2-12: Rechenbeispiele für das beschriebene Verfahren ..........................................................................................58

Tab. 2-13: Kategorien der Bodennutzung ...................................................................................................................................65

Tab. 2-14: Größe der Blöcke in Abhängigkeit von der Bodenbedeckung .............................................................66

Tab. 3-1: Datenstruktur des digitalen Bauleitplans .............................................................................................................84

Tab. 3-2: Summe der potenziell von Murgang betroffenen Flächen der Schadenpotenzial-

Kategorie 3 je Gemeinde, in absteigender Reihenfolge (erste zehn Ränge) ..............................90

Tab. 3-3: Summe der potenziell von Übersarung betroffenen Flächen der Schadenpotenzial-

Kategorie 3 je Gemeinde, in absteigender Reihenfolge (erste zehn Ränge) ................................91

Tab. 3-4: Anzahl der potenziell von Murgang betroffenen Gebäude und Personen

je Gemeinde, in absteigender Reihenfolge (erste zehn Ränge) ...........................................................92

Tab. 3-5: Anzahl der potenziell von Übersarung betroffenen Gebäude und Personen

je Gemeinde, in absteigender Reihenfolge (erste zehn Ränge) ...........................................................93

Tab. 3-6: Anzahl der durch natürliche Prozesse potenziell betroffenen Personen ......................................99

Tab. 3-7: Indikator für die Bewertung des Fortschritts in der Durchführung und Wirksamkeit

der Maßnahmen zur Risikoprävention ..................................................................................................................99

Tab. 4-1: Arten der zu übergeordneten Kategorien zusammengefassten Daten

und Parameter ....................................................................................................................................................................113

Tab. 5-1: Plattform IHR - Partner in Südtirol ..........................................................................................................................125

S. 12

I H R E n d b e r i c h t - V o r w o r t

VorwortRudolf Pollinger, Hanspeter Staffler

In Gebirgsräumen gehören Murgänge, Lawinen, Überschwemmungen, Rutschungen und Fels-

stürze zum natürlichen Prozessgeschehen. Die wirtschaftlichen Aktivitäten der Bevölkerung im

Alpenraum waren über Jahrhunderte an Lagen gebunden, die nach Erfahrung ihrer Bewohner

kaum oder nur periodisch von diesen Prozessen betroffen waren.

Diese traditionelle Siedlungs- und Nutzungsform veränderte sich seit dem 19. Jahrhundert un-

ter dem Einfluss der Industrialisierung und dem Aufkommen des Tourismus. Im Zuge der rasan-

ten sozioökonomischen Entwicklung einiger alpiner Räume wurde die Bedeutung technischer

Schutzmaßnahmen wie Wildbach- und Lawinenverbauungen immer wichtiger. Siedlungen

und Verkehrsverbindungen mussten vor gefährlichen Prozessen geschützt werden.

In den letzten Jahren setzte sich aber die Erkenntnis durch, dass ein rein baulicher Schutz vor

Naturgefahren weder effektiv noch ökologisch vertretbar ist. Die Akteure im Umgang mit Na-

turgefahren sind heutzutage bestrebt, dem von der Alpenkonvention geforderten Prinzip des

nachhaltigen Handelns gerecht zu werden. Neben der Sicherung des heutigen Lebens- und

Wirtschaftsraumes müssen zukünftige Entwicklungen – sowohl durch raumplanerische Instru-

mente als auch durch Frühwarnsysteme – gelenkt werden.

Die knapper werdenden Mittel für Sicherungsmaßnahmen und der Wunsch nach einem nach-

haltigen Umgang mit Naturgefahren machen strategische Instrumente erforderlich, die bei der

Planung von Risiko mindernden Maßnahmen eine Prioritätensetzung erlauben.

In diesem Sinne konnte mit Hilfe der Gemeinschaftsinitiative Interreg IIIA das Projekt IHR (In-

formationssystem zu hydrogeologischen Risiken) entwickelt werden, welches im vorliegenden

Methodischen Endbericht vorgestellt wird. Das Projekt IHR wurde von der Überzeugung ge-

tragen, dass Informationen über Naturgefahren nach wissenschaftlichen Methoden erzeugt

und landesweit verfügbar sein müssen. Nur so haben die Verantwortlichen eine objektive und

damit zeitgemäße Entscheidungsgrundlage zur Hand.

S. 13

Z u s a m m e n f a s s u n g - I H R E n d b e r i c h t

Zusammenfassung

Die italienische Gesetzgebung (D.L. 180/1998, L. 267/1998) hat beispielhaft erkannt, dass für ein ef-fektives Management des hydrogeologischen Risikos eine standardisierte Übersicht von Nöten ist. In Gesprächen mit Fachkollegen aus der Schweiz und Österreich hat sich eindeutig ergeben, dass zwar viel Detailwissen vorhanden ist, es aber noch an überregionalen Informationen vor allem für die Planung von Maßnahmen verschiedener Natur fehlt.Aus diesem Defizit heraus wurde die gemeinsame Idee geboren, im Rahmen der Gemeinschaftsin-itiative Interreg IIIA-Projekte auszuarbeiten, die sich mit diesem Thema auseinandersetzen. Da aber die Fachkompetenzen der verantwortlichen Behörden der drei Alpenregionen nicht identisch sind, musste jeder Partner in der Ausarbeitungsphase seinen eigenen Weg suchen.In Südtirol hat die Abteilung Wasserschutzbauten insgesamt vier Interreg IIIA-Projekte beantragt, wel-che als finanzielle Säulen für das Informationssystem zu hydrogeologischen Risiken (IHR) fungierten. Inhaltlich war die Plattform IHR modular aufgebaut, wobei sich das Modul 1 mit Datenbanken, das Modul 2 mit Hinweiskarten und das Modul 3 mit dem eigentlichen Informationssystem befassten.Neben der Entwicklung eines modernen Informationssystems konnte auch der Risikodialog mit aus-ländischen Partnern und mit anderen Landesämtern verbessert werden.

Summary

The Italian law (D.L. 180/1998, L. 267/1998) points out exemplarily that a standardised overview about hydrogeological risks is a prerequisite for an effective risk management. From many discussions with colleagues from Switzerland and Austria resulted that there exists a lack in regional overviews about the hazard situation and the hydrogeological risks. This gap was closed within the framework of the community initiative Interreg IIIA Italy-Switzerland and Italy-Austria. The Department for Hydraulic Engineering of the Autonomous Province of Bolzano – South Tyrol applyed for four Interreg IIIA-projects which served as financial support for the implementation of the Information System for Hydrogeological Risks (IHR). The platform IHR was build on three modu-les. The necessary databases for the assessment and the management of hydrogeological risk were implemented in module 1. The hazard index maps for flood, debris flow, overbank sedimentation and rockfall processes were made in module 2. The information system was designed and implemented in module 3. Beside the development of a modern information system about hydrogeological hazards and risks, the projects enhanced the risk dialogue between the partner institutions in Switzerland and Austria and between other departments of the Autonomous Province of Bolzano.

Sintesi

La legislazione italiana ha riconosciuto in modo esemplare (D.L. 180/1998, L. 267/1998) l’esigenza di una cornice di inquadramento standardizzato per una gestione efficace del rischio idrogeologico. Discorrendo con i colleghi svizzeri e austriaci si è riscontrato che, a fronte di una grande quantità di nozioni di dettaglio, si rivelano lacunose le informazioni sovra regionali, in particolare quelle mirate alla progettazione dei diversi interventi. Da questo deficit è emersa l’idea comune di sviluppare progetti nell’ambito dell’iniziativa comunitaria Interreg IIIA, che si confrontassero con la tematica. Vista la mancanza di omogeneità nelle competen-ze tecniche delle amministrazioni competenti nelle tre regioni alpine, durante la fase di sviluppo ogni partner ha dovuto ricercare la propria strada indipendentemente dagli altri.In Alto Adige la Ripartizione Opere idrauliche ha proposto nel complesso quattro progetti Interreg IIIA, quali basi di finanziamento per il Sistema Informativo per i Rischi Idrogeologici (IHR). In riferimento ai contenuti la piattaforma IHR è stata costruita in forma modulare, con il modulo 1 mirato a trattare le banche dati, il modulo 2 le carte identificative ed il modulo 3 il sistema informativo vero e proprio.Non solo è stato sviluppato un sistema informativo moderno, ma è stato anche possibile migliorare il dialogo in merito al rischio con i partner esteri e quelli degli altri uffici provinciali.

S. 14

I H R E n d b e r i c h t - E i n f ü h r u n g

_1 EinführungHanspeter Staffler

Als in Italien im Jahre 1998 die gesetzliche Grundlage (D.L. 180/1998, L. 267/1998) für die Risi-

kozonierung von Gebieten geschaffen wurde, war dies der Anstoß zu einer neuen Risiko kultur:

Erstmals wurde eine übersichtliche Erhebung und Darstellung der von Wassergefahren, Mas-

senbewegungen und Lawinen betroffenen Risikozonen gefordert. Davon ausgehend bot sich

die Gemeinschaftsinitiative Interreg IIIA als große Chance an, gemeinsam mit unseren Nach-

barn Österreich und Schweiz einen Weg für die Schaffung einer regionalen Übersicht über die

hydrogelologischen Risiken zu suchen.

Jedes Alpenland hat in den vergangenen Jahrzehnten eigene Strategien für den Umgang mit

Naturgefahren entwickelt und dabei gewisse Bereiche gefördert und andere vernachlässigt.

Insgesamt aber besteht heutzutage ein großer Wissensschatz an Konzepten, mit denen ein

umfas sendes Naturgefahrenmanagement möglich wäre. Es ist eine europäische Herausfor-

derung, das Spezialwissen der Alpenländer zusammenzuführen, sodass gut funktionierende

Beispiele über die Grenzen hinweg transferiert und vom Partner in angepasster Form über-

nommen werden können.

In diesem Sinne hat sich die Landesabteilung Wasserschutzbauten mit der Wildbach- und La-

winenverbauung Sektion Tirol und dem Amt für Wald Graubünden das Ziel gesetzt, moderne

und integrale Strategien für den Umgang mit Naturgefahren auszuarbeiten.

_1.1 Projektidee

Alle drei Partner waren sich zu Beginn der Zusammenarbeit einig, dass sie mittlerweile über ein

hohes Niveau an Fachwissen in verschiedenen technischen Bereichen verfügen, jedoch keine

modernen und standardisierten Instrumente für eine übergeordnete, regionale Planung zur

Hand haben. Dies wurde als eine bedeutende strategische Schwäche angesehen, welche im

Zuge der Gemeinschaftsinitiative Interreg IIIA behoben werden sollte.

Das hier vorgestellte Informationssystem zu hydrogeologischen Risiken (IHR) war der Südti-

roler Ansatz für einen nachhaltigen Umgang mit Naturgefahren. Im Rahmen dieses Pro jekts

wurden sehr viele Daten gesammelt und in einem Informationssystem aufbereitet. Damit wur-

de ein einheitliches Instrument für die Erkennung von Konflikten zwischen Naturgefahren und

menschlichen Aktivitäten entwickelt.

_1.2 Projektstruktur

IHR - Informationssystem zu hydrogeologischen Risiken - ist ein Überbegriff für insgesamt vier

Interreg IIIA-Projekte der Landesabteilung Wasserschutzbauten. Während das Projekt Regio-

nalplanung Naturraumpotenziale der Auslöser zur Idee von IHR war, konzentrierten sich fol-

gende drei Projekte auf die Entwicklung und den Ausbau von IHR:

Entwicklung und Anwendung eines Systems zur überregionalen Erkennung und Bewer tung ß

hydrogeologischer Risiken (Interreg IIIA Italien-Schweiz);

S. 15

E i n f ü h r u n g - I H R E n d b e r i c h t

Entwicklung eines Informationssystems für Naturraumpotenziale (Interreg IIIA Italien-Öster- ß

reich);

Entwicklung eines Informationssystems für Naturraumpotenziale Teil 2 (Interreg IIIA Italien- ß

Österreich).

Zusätzlich standen die IHR-Projekte in enger Verbindung mit Projekten wie EGAR (Einzugs-

gebiete Alpiner Regionen, Interreg IIC), DIS-ALP (Disaster Information System for the Alpine

Space, Interreg IIIB), IFFI (Inventario dei fenomeni franosi in Italia, nationales Inventar der Mas-

senbewegungen) und CARG (Carta Geologica d’Italia, Nationale geologische Kartografie). Der

modellhafte Aufbau von IHR ist aus Abbildung 1-1 ersichtlich.

Abb. 1-1: Plattform IHR und die vier Interreg IIIA – Projekte

Die vier Interreg IIIA-Projekte wurden im Zeitraum 2004 bis 2007 mit den Interreg-Partnern aus-

gearbeitet und von der Abteilung Wasserschutzbauten beim Amt für Europäische Integration

der Autonomen Provinz Bozen – Südtirol zur Genehmigung eingereicht.

Tab. 1-1: Zusammenstellung der Interreg-Projekte im Rahmen der Plattform IHR

ITA1) Abteilung Wasserschutzbauten der Autonomen Provinz Bozen-Südtirol

AUT2) Wildbach- und Lawinenverbauung Sektion Tirol

CH3) Amt für Wald Graubünden

S. 16


Um den ämterübergreifenden Risikodialog überhaupt zu führen, bot es sich an, die Projekte

in Form der Plattform IHR zu organisieren. Diese Plattform ermöglichte wichtige Diskussionen,

woraus sich aufeinander abgestimmte Lösungen ergaben (Tab. 1-2).

Tab. 1-2: Plattform IHR - Partner in Südtirol

IHR wurde auf drei Ebenen abgewickelt (Abb. 1-2). Während die Strategie mit den Interreg-

Partnern festgelegt wurde, konnten eine Reihe von Aufgaben im Rahmen der Plattform IHR

mit anderen Landesämtern definiert werden. Die Aufgaben wurden von externen Experten

erbracht. Aufgrund der Komplexität wurde der Projektablauf durch ein technisches Sekretariat,

einen Projektkoordinator und einen wissenschaftlichen Berater unterstützt.

Abb. 1-2: Organisation der Plattform IHR

_1.3 Ziele der Projekte

In den jeweiligen Projektanträgen wurden Haupt- und Nebenziele abgesteckt, an denen sich

die Tätigkeiten bei der Umsetzung orientierten.

Regionalplanung Naturraumpotenziale (Interreg IIIA Italien - Österreich)Hauptziele:

Konzepterstellung für transnationale Ansätze in der Regionalplanung; ß

Regionale Erhebung von Naturraumpotenzialen; ß

Regionale Erhebung von Nutzungspotenzialen. ß

Nebenziele:

Anwendung der Regionalplanung in einem Testgebiet; ß

Erhebung des entsprechenden Risikopotenzials im Testgebiet; ß

Dringlichkeitsreihung des Risikopotenzials im Testgebiet. ß

S. 17

E i n f ü h r u n g - I H R E n d b e r i c h t

Entwicklung und Anwendung eines Systems zur überregionalen Erkennung und Bewertung hydrogeologischer Risiken (Interreg IIIA Italien – Schweiz)Hauptziele:

Know-how-Transfer; ß

Stärkung des Risikodialoges zwischen den betroffenen Dienststellen; ß

Berücksichtigung und Umsetzung der staatlichen Rahmengesetze zum hydrogeologischen ß

Risiko.

Nebenziele:

Prioritätenreihung von Schutzmaßnahmen; ß

Prioritätenreihung von Gefahrenzonenplänen; ß

Minimierung der Kosten zur Erstellung von Gefahrenzonenplänen; ß

Sicherung des Wissens zu hydrogeologischen Risiken. ß

Entwicklung eines Informationssystems für Naturraumpotenziale (Interreg IIIA Italien – Österreich)Hauptziele:

Schaffung eines standardisierten Informationssystems; ß

Überprüfung der Verknüpfungsmöglichkeiten der Datenbanken mit Information über Natur- ß

gefahren.

Nebenziele:

Adaption der Literaturdatenbank; ß

Erarbeitung von Richtlinien für die Verwaltung des Informationssystems; ß

Erleichterung der Naturgefahrenbeurteilung durch sofortige Verfügbarkeit von Information. ß

Entwicklung eines Informationssystems für Naturraumpotenziale Teil 2 (Interreg IIIA Italien – Österreich)Haupt- und Nebenziele wurden vom Vorgängerprojekt übernommen, allerdings war es möglich, ß

die Datenbanksysteme mit neu recherchierten Informationen zu füllen.

_1.4 Umsetzung

Die Umsetzung von IHR erfolgte in Form von thematisch getrennten Modulen (siehe Abbil-

dung 1-3). Die Aufgaben innerhalb jedes Moduls wurden von einer Arbeitsgruppe, bestehend

aus Vertretern aller beteiligten Landesämter, dem technischen Sekretariat und dem Koordina-

tor bearbeitet. In den Arbeitsgruppen wurden die Arbeitsschritte diskutiert und formuliert, de-

ren Ausarbeitung wurde an externe Auftragnehmer vergeben. Die ausgearbeiteten Ergebnisse

wur-den von derselben Arbeitsgruppe evaluiert.

In regelmäßigen Abständen wurden Zwischenergebnisse in Informationsveranstaltungen wie

„Seminar 30“ oder „Intern 30“ den KollegInnen und MitarbeiterInnen der Landesbehörden aber

auch Interessierten außerhalb der Landesverwaltung vorgestellt.

Ebenso wurden die am Projekt Beteiligten mehrmals in Form eines Newsletters über den Fort-

gang des Projektes informiert.

S. 18


Abb. 1-3: Module von IHR

S. 19

G e f a h r e n b e u r t e i l u n g a u f r e g i o n a l e r M a ß s t a b s e b e n e - I H R E n d b e r i c h t

_2 Gefahrenbeurteilung auf regionaler MaßstabsebeneAndreas Zischg

Bei der Gefahrenbeurteilung werden mögliche Gefahren des untersuchten Raums objektiv

identifiziert und mit naturwissenschaftlichen Methoden abgeschätzt. Die Gefahrenbeurteilung

zeigt auf, welche Zustände und Vorgänge innerhalb des Untersuchungssystems als Gefährdun-

gen wirken. Die Gefahrenbeurteilung erfordert die Analyse von eingetretenen und potenziel-

len Ereignissen. Dementsprechend lassen sich Gefahren vorausblickend (vorwärtsgerichtete

Indikation) oder im Rückblick aufgrund früher eingetretener Ereignisse (rückwärtsgerichtete

Indikation) erkennen (vgl. beispielsweise Heinimann et al. 1998).

Die vorwärtsgerichtete Indikation basiert auf dem Erkennen und der richtigen Interpretation

von Merkmalen und Merkmalkombinationen, die erfahrungsgemäß auf das mögliche Eintreten

gefährlicher Prozesse hinweisen. Das Erkennen der Merkmale einer bestimmten Gefahrendis-

position verlangt meist eine umfassende synoptische Betrachtung. So ist beispielsweise die

Disposition eines Gebiets für Murprozesse anhand geomorphologischer, klimatologischer, hy-

drologischer, vegetationskundlicher und weiterer Merkmale zu erkennen und zu analysieren.

Die rückwärtsgerichtete Indikation beruht auf der Annahme, dass sich ein Gefahrenereignis in

ähnlicher oder gleicher Form wiederholen kann. Die Wirkung früherer Ereignisse lässt sich an-

hand von Spuren im Gelände erkennen, den sogenannten „Stummen Zeugen“ (Aulitzky 1992).

Dies hat generell den Vorteil, dass Aussagen über effektiv eingetretene Prozesse enthalten

sind, die, im Gegensatz zu den oft empirisch ermittelten Ergebnissen der vorwärtsgerichteten

Indikation, kaum zu widerlegen sind. Dabei muss die Interpretation sehr sorgfältig erfolgen, da

sich die Disposition des gefährlichen Prozesses geändert haben kann oder die Wirkungswege

nicht mehr die gleichen sind.

Nach Heinimann et al. (1998) lässt sich nie absolut ermitteln, ob eine Beurteilung richtig ist,

denn eine direkte Überprüfung ist letztlich nur anhand des Eintretens oder Nicht-Eintretens

und des Ablaufs des vorhergesagten Ereignisses möglich. Falls dabei ein bestimmter Zeitraum

definiert worden ist, läßt sich erst im Nachhinein feststellen, ob sich gefährliche Prozesse im

Rahmen des Vorhergesagten abgespielt haben oder nicht. Eine direkte Kontrolle der Qualität

der Gefahrenbeurteilung ist deshalb oft nur in Katastrophenfällen möglich. Nicht zuletzt wegen

der beschränkten Überprüfbarkeit der sachlichen Richtigkeit kommt einer guten Transparenz

und Nachvollziehbarkeit des Vorgehens bei der Gefahrenbeurteilung größte Bedeutung zu (Ar-

beitsgruppe für Angewandte Geografie 1997). Das Vorgehen, die eingesetzten Verfahren und

Methoden sowie die Interpretation der erhobenen Daten lassen sich dadurch besser kontrollie-

ren und kritisch diskutieren. Deshalb sind nach Heinimann et al. (1998) in jedem Fall folgende

Grundregeln zu beachten:

Der Gefahrenbeurteilung sollte eine klare Methodenwahl und -kombination zugrunde liegen, ß

die jederzeit offengelegt werden kann.

Es sollte der gesamte vom Prozess betroffene Bereich flächendeckend dokumentiert werden. ß

Bei der Beurteilung muss von klar umrissenen Entscheidungskriterien ausgegangen werden, die ß

eine subjektive Interpretation der Ergebnisse weitgehend ausschließen.

Die Aussagen der Beurteilung müssen deklariert werden, beispielsweise mit einer Angabe der ß

Evidenz. Die Evidenz einer Aussage kann mit den Begriffen „erwiesen“, „vermutet“ oder „poten-

ziell“ umschrieben werden.

S. 20

I H R E n d b e r i c h t - G e f a h r e n b e u r t e i l u n g a u f r e g i o n a l e r M a ß s t a b s e b e n e

Aufgrund der nachhaltigen Auswirkungen raumplanerischer Maßnahmen auf kommunale und

private Interessenssphären ergeben sich hohe Ansprüche an die Qualität der Gefahrenbeurtei-

lung. Folgende Anforderungen sind dabei unbedingt zu erfüllen (Fuchs et al. 2001):

Das gesamte Beurteilungsverfahren von den Datengrundlagen bis zur Modellierung muss so ß

gestaltet sein, dass Betroffene die Entscheidungsfindung nachvollziehen können.

Es muss gewährleistet sein, dass in unterschiedlichen Fällen bei gleichem Sachverhalt gleichar- ß

tige Entscheidungen getroffen werden. Das bedeutet, dass das Beurteilungsverfahren in jedem

Fall reproduzierbar gestaltet sein muss.

Eine Gefahrenbeurteilung muss in regelmäßigen Abständen fortgeführt und gemäß der für die ß

Gefährdungssituationen relevanten Änderungen der Rahmenbedingungen aktualisiert werden,

desgleichen müssen neue Erkenntnisse zur Methodik der Gefahrenbeurteilung eingearbeitet

werden.

Hohe kartografische Genauigkeit und grafische Qualität sowie eindeutige und vollständige ß

Darstellung des Sachverhalts sind Voraussetzung für die allgemeine Verständlichkeit des Beur-

teilungsverfahrens.

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, muss bei allen Arbeitsschritten auf möglichst

gleichbleibend hohem Standard gearbeitet werden. Wesentliche Voraussetzung hierfür ist

eine homogene Datenqualität.

Je nach Zielsetzung erfolgt die Beurteilung von Naturgefahren in verschiedenen Maßstabse-

benen:

Im lokalen Maßstab auf der Verwaltungsebene der Gemeinde erfolgt die Gefahrenbeurteilung ß

als Entscheidungsgrundlage für konkrete rechtswirksame raumplanerische Maßnahmen wie

z.B. die Genehmigung oder Ablehnung eines Baugesuchs. Die Gefahrenbeurteilung im lokalen

Maßstab wird in hohem Detaillierungsgrad durchgeführt; der betrachtete Gefahrenprozess wird

durch Intensität und Eintretenswahrscheinlichkeit charakterisiert. Ergebnis der Gefahrenbeur-

teilung im lokalen Maßstab ist die Gefahrenkarte. Auf deren Basis wird der rechtsverbindliche

Gefahrenzonenplan erstellt.

Im regionalen Maßstab auf der Verwaltungsebene der Provinzen oder Regionen erfolgt die ß

Gefahrenbeurteilung als Entscheidungsgrundlage für strategische Entscheidungen im Natur-

gefahrenmanagement, wie z.B. die Prioritätensetzung bei der Aufteilung der verfügbaren

finanziellen Ressourcen für die Gefahrenvorbeugung. Die Gefahrenbeurteilung im regionalen

Maßstab hat zum Ziel, flächendeckend für eine Region die potenziellen Prozessräume zu iden-

tifizieren und abzugrenzen. Ergebnis der Gefahrenbeurteilung im regionalen Maßstab ist die

Gefahrenhinweiskarte.

Literatur

Aulitzky, H. (1992): Die Sprache der "Stummen Zeugen". In: Interpraevent, (Ed.) Internationales Sympo-

sion Interpraevent, 29. Juni - 03. Juli 1992, 139-174. Bern: Fuchs, S., Keiler, M., Zischg, A. (2001): Risiko-

analyse Oberes Suldental (Vinschgau). Konzepte und Methoden für die Erstellung eines Gefahrenhin-

weis-Informationssystems. Innsbrucker Geographische Studien 31. Innsbruck.

Heinimann, H.R., Hollenstein, K., Kienholz, H., Krummenhacher, B., Mani, P. (1998): Methoden zur Analy-

se und Bewertung von Naturgefahren. Umwelt-Materialien Nr. 85, Naturgefahren, BUWAL, Bern.

S. 21


Tab. 2-1: Eigenschaften von Gefahrenhinweiskarte und Gefahrenkarte. Quelle: Fuchs et al. (2001)

Die Ergebnisse der Gefahrenbeurteilung fließen als Datengrundlage in die Risikoanalyse ein.

_2.1 Methodenevaluation und MethodenwahlSandro Gius

2.1.1 EinführungDie Suche nach anwendbaren Methoden zur Erkennung und Bewertung hydrogeologischer

Gefahren (Murgang, Übersarung und Überschwemmung) auf regionaler Maßstabsebene wur-

de unter Berücksichtigung von vier grundlegenden Bedingungen durchgeführt. Das gewählte

System musste

genau genug, ß

kosteneffizient, ß

schnell, ß

nachvollziehbar ß

sein. Diese vier Komponenten tragen den Bedürfnissen der Landesverwaltung, der Gemeinden

und der Planer Rechnung. Im Rahmen einer Studienfahrt in die benachbarten Regionen konn-

ten Vor- und Nachteile von bereits existierenden Methoden mit verschiedenen Gesprächspart-

nern wie Behörden, Universitäten und Freiberuflern analysiert werden.

2.1.2 Betrachtete MethodenEs wurden nur Methoden betrachtet, die eine zeitsparende Beurteilung von Wassergefahren

(Überschwemmung, Übersarung, Murgang) erlauben und deren Anwendung in größeren Ver-

waltungseinheiten in der wissenschaftlichen Literatur dokumentiert ist. Die in Frage kommen-

den Ansätze zur zeitsparenden Beurteilung von Wassergefahren lassen sich in drei Kategorien

zusammenfassen:

GIS-basierter voll automatisierter Ansatz ß

S. 22


Interpretation von verschiedenen Datengrundlagen (Luftbilder, thematische Karten, etc.) ß

eine Kombination beider Ansätze ß

2.1.2.1 GIS-basierter voll automatisierter AnsatzGefahrenhinweiskarte nach BUWAL (Heinimann et al. 1998)Bereits 1996 wurde für den Kanton Bern eine digitale Gefahrenhinweiskarte auf der Basis einer

GIS-gestützten Gefahrenbeurteilung erstellt. Die angewendeten Ansätze und Algorithmen

basieren auf Zimmermann et al. (1997), Kienholz et al. (1997), Hegg (1997), Heinimann et al.

(1998), Liener (2000) und Gamma (2000). Sie wurden laufend weiterentwickelt und in verschie-

denen Kantonen der Schweiz angewandt.

Ziel des Verfahrens ist eine Charakterisierung von Wildbacheinzugsgebieten nach gravitativen

Prozessen in Verbindung mit Wasser. Nach einer groben Quantifizierung hinsichtlich Ereig-

nisgröße und Häufigkeit auf Einzugsgebietsebene, erfolgt eine Ausscheidung der geschiebe-

relevanten Flächen. Weiters wird eine Reliefanalyse sowie eine Klassifizierung der Bodenbede-

ckung und der geologischen Substrate vorgenommen. Geschieberelevant sind Sturzquellen,

an das Gerinne angrenzende Rutschflächen sowie steile Bacheinhänge im Lockermaterial. Mit

diesen Eingangsdaten wird die Modellierung durchgeführt, um die Entstehungsbereiche der

Prozesse auszuscheiden. Die Simulation der Murgänge erfolgt mit einem Modell, welches ab-

schnittsweise die Geschwindigkeit eines Murganges entlang des Fliessweges in Abhängigkeit

von durchschnittlichem Gefälle, Gleitreibungswert und innerer Reibung berechnet. Für die

Modellierung der Ausbreitung wird ein Zufallsbewegungsansatz benutzt. Der Ermittlung der

Überschwemmungs- und Übersarungsflächen geht eine so genannte Schwachstellenanalyse

voraus, wo die Präsenz von unzureichend dimensionierten Infrastrukturen (Brücken, Durchläs-

se, Engpässe) als problematisch angesehen wird. Nach dieser Methode können die gefährli-

chen Prozesse automatisiert auf großen Flächen lokalisiert und abgegrenzt werden.

Silva ProtectIm Projekt Silva Protect wurde eine Schutzwaldhinweiskarte für das ganze Gebiet der Schweiz

erstellt. Sie gibt Auskunft darüber, welcher Waldbereich, welche Schadenobjekte vor welchen

Gefahren schützt und soll als Grundlage für das Landesforstinventar sowie für eine neue Sub-

ventionspolitik dienen. Das Projekt ist in fünf Module gegliedert. Im Modul SILVA wird die

relevante Waldfläche ermittelt. Im Modul DAMAGE wird das Schadenpotenzial in Kategorien

dargestellt. Im Modul EVENT werden die Gefahrenhinweisbereiche für Lawinen, Sturz, Rut-

schungen, Murgänge sowie Schwemmholz nach den bereits beschriebenen Ansätzen von

Heinimann et al. (1998) ausgeschieden. Die verschiedenen Datenebenen werden im Modul

INTERSECT miteinander kombiniert und fließen im Modul SYNTHESE zur eigentlichen Schutz-

waldhinweiskarte zusammen. Der modulare Aufbau ermöglicht eine getrennte Führung und

Aktualisierung der verschiedenen Datenebenen. Dies trägt z.B. der besonderen Dynamik des

Schadenpotenzials Rechnung. Das Projekt ist ein Beispiel für die GIS-basierte Erstellung von

Gefahrenhinweiskarten für große Flächen.

2.1.2.2 Interpretation von verschiedenen DatengrundlagenEGARIm Projekt EGAR (Einzugsgebiete in Alpinen Regionen, Pilotprogramm Alpenraum) wurde

mittels Luftbildinterpretation eine flächendeckende Kartierung von aktuellen und reliktischen

morphodynamischen Prozessen durchgeführt. Die Verifikation der Kartierung erfolgte in Form

von punktuellen Geländebegehungen. Die Phänomene wurden nach dem Ansatz von Bun-

za et al. (1982) erfasst. Betrachtet wurden die folgenden übergeordneten Prozessgruppen:

S. 23


Massenschurf (durch Wind, Schnee, Wasser, Eis), Übergangsbereich – quasiviskoses Fliessen

(Lawinen, Muren) und Massenselbstbewegungen (Stürzen, Gleiten, Fliessen, Kriechen). Als Er-

gebnis liegen Gebiete mit Hinweisen auf Naturgefahrenpotenziale vor, die nach Überlagerung

mit schutzwürdigen Objekten Konfliktpotenziale aufzeigen. Nachdem der Schwerpunkt der

Methode in der Untersuchung der Einzugsgebiete liegt, hat sich gezeigt, dass das Fehlen von

Gefahrenhinweisbereichen eine Abschätzung des Schadenpotenzials nur beschränkt ermög-

licht. Bei der Anwendung der EGAR Methode im Südtiroler Einzugsgebiet der Drau im Jahre

2002 wurden Modelle zur Simulation von Lawinen- und Sturzgefahren (Meissl 1998, Zischg et

al. 2002) implementiert.

AFHEIn der Autonomen Provinz Trient wurde mittels eines GIS-basierten Ansatzes versucht, die Ge-

fährlichkeit von Murkegeln im Rahmen des Projektes „AFHE - Alluvial Fan Hazard Evaluation“

abzuschätzen (Fontan et al. 2004). Es wird angenommen, dass die Prozesse die zur Bildung der

Schwemmkegel geführt haben, noch aktiv sind. Die Methode gründet auf der Wildbachklassi-

fikation von Aulitzky (1982). Mittels eines Indikatorensystems werden die Gefährdungsstufen

von Einzugsgebiet und Kegel zu einem gesamten Gefährdungsgrad summiert. Der Ansatz

erfordert viele Daten auf Detailebene, für deren Erhebung Feldbegehungen unerläßlich sind.

Damit bildet dieser Ansatz zwar eine Grundlage für die Prioritätensetzung im Handlungsbe-

darf, für den flächendeckenden Einsatz im regionalen Maßstab ist er nicht geeignet. Die auf

der Erkennung von sogenannten „stummen Zeugen“ basierende Methodik wird oft durch die

fortschreitende Urbanisierung der Schwemmkegel, welche die Vernichtung der Spuren von

vergangenen Ereignissen verursacht, relativiert.

2.1.2.3 Kombination beider AnsätzeRisikohinweiskarte Oberes SuldentalDiese Arbeit entstand im Rahmen von Diplomarbeiten (Fuchs et al. 2001, Zischg et al. 2002

und Keiler et al. 2004) und stellt den Versuch dar, die Methode BUWAL, adaptiert an die Daten-

grundlagen in Südtirol am Beispielraum „Oberes Suldental“ anzuwenden. Ziel war die Erstellung

eines Naturgefahrenhinweis-Informationssystems für die Phänomene Murgang, Felssturz bzw.

Steinschlag und Lawine. Die Gefahrenbeurteilung beruhte in diesem Fall auf der Auswertung

von Grundlagendaten, der Geländeanalyse und der Modellierung. Die geomorphologische Ge-

ländeanalyse erfolgte mittels Luftbildinterpretation und punktueller Kontrollbegehungen im

Gelände. Für Murprozesse wurden die Startpunkte, für Sturzprozesse die Abbruchkanten und

für Lawinen die Anrissflächen ermittelt. Murgangprozesse wurden mit dem Programm FLOW-

VEC (Wichmann 2000) modelliert. Sturzprozesse wurden mit dem Modell „Sturzgeschwindig-

keit“ (Meissl 1998) abgeschätzt. Zur Bestimmung der Lawinenbahnen und deren Reichweite

wurde das Verfahren von BUWAL (Heinimann et al. 1998) und ein auf dem Trajektorienmodell

von Meissl (1998) und dem Pauschalgefälleansatz von Lied et al. (1995) basierendes Simula-

tionsmodell verwendet. Ein Verschnitt zwischen Naturgefahren und Schadenpotenzial zeigte

auf, welche Gebäude und Infrastrukturen betroffenen sind. Die Zuweisung der zu erwartenden

Schäden ermöglichte eine Reihung der Prozessflächen nach der Höhe des betroffenen Scha-

denpotenzials. Das GIS-basierte Gefahrenhinweis-Informationssystem macht die für die Regio-

nalplanung erforderlichen Grundlagen und Arbeitsmittel digital verfügbar. Somit ist eine kos-

tengünstige und zeitsparende Analyse von Prozessen möglich. Durch die einheitliche Struktur

ist eine Fortführung und Aktualisierung der gesamten Datenbestände, Modellalgorithmen und

Visualisierungsmöglichkeiten gewährleistet.

S. 24


Kartierung auf Basis des Laserscanning DOM und DEM in Kombination mit Simulationsmo-dellenDas durch Laserscanning ermittelte digitale Oberflächenmodell (DOM) und digitale Höhenmo-

dell (DEM) eignen sich neben der Modellierungsgrundlage für eine visuelle Interpretation der

geomorphologischen Prozesse. Eine Berechnung des „hillshade“ (Beleuchtung) aus verschie-

denen Richtungen erlaubt eine sehr detaillierte Betrachtung des Geländes ohne Schattenbe-

reiche oder Wald wie z.B. in Luftbildern. Die Kartierung der geschieberelevanten Flächen und

Grabenprozesse aus dem „hillshade“ des DOM und DEM in Kombination mit Orthofotos kann

erheblich zeitsparender als eine Luftbildinterpretation durchgeführt werden. Die Erkennung

von prozessspezifischen Geländeformen wird wesentlich erleichtert. Nach der Beurteilung der

Murfähigkeit von Wildbächen können mit einem einfachen Murgang-Simulationsmodell die

Prozessräume abgegrenzt werden. Die Anwendung der Methode Fuchs et al. (2001, Risikohin-

weiskarte Oberes Suldental) unter Verwendung des Laserscanning-Geländemodells würde die

Vorteile sowohl der rückblickenden als auch der vorwärtsblickenden Indikation von Gefahren

kombinieren, hätte aber längere Bearbeitungszeiten zur Folge. Da das Laserscanning-Gelände-

modell zu Beginn der Projekte nicht zur Verfügung stand, konnte die Methode nicht getestet

und angewandt werden.

2.1.3 Zeit und Kostenaufwand der vorgestellten MethodenIn der folgenden Tabelle werden die zur Verfügung stehenden Informationen zum voraus-

sichtlichen Kostenaufwand wiedergegeben. Die Kosten sind als ungefähre und unverbindliche

Schätzung oder Hochrechnung aus abgewickelten Projekten zu verstehen.

Tab. 2-2 : Bearbeitungskosten der vorgestellten Methoden. Quelle: Abteilung Wasserschutzbauten, geo7, BUWAL, A. Zischg

2.1.4 Evaluation der Methoden im Hinblick auf die Ziele von IHRZusätzlich zu den vier grundlegenden Bedingungen (genau genug, kosteneffizient, kurze Bear-

beitungszeit, nachvollziehbar), welche bereits in der Einführung erwähnt wurden, musste die

Wahl der Methode unbedingt den Anforderungen der Richtlinien zur Gefahrenzonenplanung

in Gebieten mit niedriger Bearbeitungstiefe der Autonomen Provinz Bozen genügen. In der

folgenden Tabelle werden die drei Modelle gegenübergestellt, die nach reiflicher Diskussion in

der Arbeitsgruppe am meisten den festgelegten Bedingungen genügten.

S. 25


Tab. 2-3 : Evaluation der in Betracht gezogenen Methoden

Es zeigte sich, dass nur der Ansatz von BUWAL allen Anforderungen der Abteilung Wasser-

schutzbauten an die Methode zur Erstellung von Gefahrenhinweiskarten gerecht wird.

Nach der Methode EGAR wurden in Südtirol das Einzugsgebiet der Drau (2002) und das Etsch-

tal (2005) untersucht. Die Modellierung der potenziellen Lawinen und der Sturzgebiete im

Rahmen dieser Projekte erfolgte GIS-basiert und erfüllt damit die oben definierten Ziele und

Anforderungen, die ausgewählten Wassergefahren wurden aufgrund Luftbildinterpretation

ausgeschieden. Eine Bewertung der Kartierungsmethodik (Wassergefahren) ergab die folgen-

den Abweichungen von den gewünschten Anforderungen:

Das Legendenkonzept zur Beschreibung der Prozesse (Schurf durch Wasser, Kriechen, Fliessen, ß

etc.) war nicht mit den Richtlinien für die Erstellung der Gefahrenzonenpläne und der Ereignis-

dokumentation der Abteilung Wasserschutzbauten vereinbar.

Bei der Kartierung des Etschtals erfolgte eine zu generelle Abgrenzung der kartierten Flächen. ß

Die Nachvollziehbarkeit über die Beurteilung und die Interpretation der Datengrundlagen ist ß

nicht immer gegeben.

Die Karte der Prozesse ist keine Beschreibung der Prozessdynamik sondern der Landschafts- ß

dynamik (Beispiel Etschtal-Talboden). Oft wurden gesamte Einzugsgebiete als Schurf durch

Wasser ausgewiesen.

In Südtirol bekannte Massenbewegungen und dokumentierte Ereignisse fanden in der Karte ß

keine Entsprechung (Beispiel Madrutt-Wand). Die Literatur aus der Literaturdatenbank ist nicht

eingearbeitet; in der Literatur bekannte Details müssten nach EGAR-Konzept in die Kartierung

einfließen.

Das Problem der Erosionsflächen wurde im Kartierkonzept nicht berücksichtigt. ß

Die Grundlage für die Bewertung der Prozesse (Punktesystem) und die Überlagerung mit ß

dem Nutzungspotenzial (Punktesystem) ist nicht dokumentiert und publiziert. Damit ist das

Verfahren nicht nachvollziehbar.

Die Bewertung der Schutzwürdigkeit wurde nur aus der Realnutzungskarte ermittelt. GIS-Daten ß

wie Strassen, Schipisten, Seilbahnen, usw. fanden nicht Eingang in das Bewertungsverfahren.

S. 26


Aufgrund der Kombination von Geländeanalyse und Modellierung ist die Methode zur Erstel-

lung der „Risikohinweiskarte Oberes Suldental“ zeitaufwändiger als die Methode von BUWAL.

In Kombination mit einfachen Modellen, die weniger Rechenzeit als die 1998 verwendeten Mo-

delle beanspruchen, kann auch diese Methode relativ zeit- und kostensparend durchgeführt

werden. Genauso wie beim EGAR-Verfahren ist die Luftbildinterpretation mit dem Nachteil

einer gewissen Subjektivität behaftet.

Zusammenfassend ergab die anschließende Diskussion zu den Methoden für die Erstellung

von Gefahrenhinweiskarten für Wildbachgefahren (Murgang, Übersarung) die folgenden

Schlussfolgerungen:

Allen festgelegten Zielen entsprach nur eine automatisierte Bewertung von Naturgefahren ß

nach dem Ansatz von BUWAL (Heinimann et al. 1998).

Der EGAR-Ansatz entsprach aufgrund der Klassifikation der Prozesstypen nicht den Bewertungs- ß

ansätzen der Richtlinien zur Erstellung von Gefahrenzonenplänen in Südtirol und den Begriffs-

definitionen der Ereignisdokumentation ED30, die sich beide an die Standards von DOMODIS

bzw. an die italienischen Rahmenbedingungen von IFFI anlehnen.

Die Kosten einer flächendeckenden Bearbeitung von Südtirol mit dem EGAR-Ansatz hätten das ß

Budget der Abteilung Wasserschutzbauten überschritten.

Mit dem EGAR-Ansatz konnte nicht mit einer Fertigstellung innerhalb 2006 gerechnet werden. ß

Aufgrund der definierten Ziele waren vollautomatische und GIS-basierte, also objektive ß

Verfahren zur Bewertung von Naturgefahren auch mit der Inkaufnahme von Unsicherheiten

zu bevorzugen.

Es wurde diskutiert, den Ansatz von BUWAL – das Simulationsmodell für Murgänge und Übers- ß

arung von geo7 AG – in einem Testgebiet von Südtirol anzuwenden.

Eine Investition in die Entwicklung neuer Methoden oder die Suche nach anderen Verfahren zur ß

Beurteilung von Murgängen und Übersarung sollte nur dann getätigt werden, wenn der voll-

automatische Ansatz nach BUWAL im genannten Testgebiet nicht die erwarteten Ergebnisse

bringen sollte.

Nach der Bearbeitung von zwei Testgebieten nach dem Ansatz von EGAR im Rahmen des In-

terreg IIIA Italien-Österreich Projektes „Regionalplanung Naturraumpotenziale“ beschloss die

Arbeitsgruppe, die Methode zur GIS-basierten Beurteilung von Naturgefahren auf regionaler

Ebene nach BUWAL in einem Testgebiet in Südtirol zu testen.

Literatur

Aulitzky, H. (1982): Preliminary two-fold clasification of torrents. Interpraevent 1982, Bad Ischl, 4,

285-309

Bunza, G. (1992): Die Erfassung des aktuellen Abtragungsgeschehens mit Hilfe geomorphologischer

Kartierungen zur Beurteilung von potentiellen Gefahrenräumen. In: Internationales Symposion In-

terpraevent, 29. Juni - 03. Juli 1992, 213-236.

Fontan, D., Stringa, I., and Dematteis, A. (2004): Valutazione della pericolosità geologica in conoide.

Interpraevent 2004, Riva del Garda, 4(IX), 55-66.

Fuchs, S., Keiler, M., Zischg, A. (2001): Risikoanalyse Oberes Suldental (Vinschgau). Konzepte und Me-

thoden für die Erstellung eines Gefahrenhinweis-Informationssystems. Innsbrucker Geographische

Studien 31. Innsbruck.

Gamma, P. (2000): dfwalk - Ein Murgang-Simulationsprogramm zur Gefahrenzonierung. Geographica

Bernensia G66. Bern.



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Keiler, M., Fuchs, S., Zischg, A., Sötter, J. (2004): The adaption of technical risk analysis on natural hazards

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Geomorph. N.F. 135, 95-110. Kienholz, H., Keller, H. M., Amman, W., Weingartner, R., Germann, P. F.,

Hegg, C., Mani, P., and Rickenmann, D. (1998): Zur Sensitivität von Wildbachsystemen. Zürich.

Liener, S. (2000): Zur Feststofflieferung in Wildbächen, Universität Bern.

Meissl, G. (1998): Modellierung der Reichweite von Felsstürzen - Fallbeispiele zur GIS-gestützten Ge-

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Wichmann, V. (2000): Versuch einer GIS-gestützten Modellierung der Fließwege von Hangmuren. Uni-

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Zischg, A.; Keiler, M.; Fuchs, S. & G. Meißl (2002): Konzept zur flächendeckenden Risikoana-lyse für

Naturgefahren im regionalen Maßstab. In: Strobl, J.; Blaschke, T. & G. Griesebner (eds.): Angewandte

Geographische

Informationsverarbeitung XIV. Beiträge zum AGIT-Symposium Salzburg 2002. Heidelberg. p. 607-615.

_2.2 Ereignisdokumentation an der Abteilung Wasser-schutzbauten (ED30)Pierpaolo Macconi, Markus Sperling

2.2.1 EinführungDas Management von Naturgefahren baut auf der Verfügbarkeit einer breiten Informations-

grundlage auf. Für eine korrekte Verwirklichung von Schutzmassnahmen sind Kenntnisse über

den Typ, das Ausmaß und die Frequenz der gefährlichen Prozesse notwendig. Auch für die

Raumplanung sind möglichst detaillierte Beschreibungen der Ausdehnung und des Ausmaßes

der hydrogeologischen Ereignisse erforderlich. Dieser Bedarf an Daten führte zur Entwicklung

eines Informationssystems für die Ereignisdokumentation, in dem Personen, Vorgehensweisen

und Instrumente aufeinander abgestimmt sind. Die Abteilung Wasserschutzbauten der Auto-

nomen Provinz Bozen – Südtirol ist für die Dokumentation der an die Gewässerläufe gebun-

denen Naturereignisse zuständig. Neben Überschwemmungen und Murgänge werden auch

Rutschungen und Bergstürze, welche die Bachbette direkt oder indirekt betreffen, erhoben.

Seit jeher wurden Ereignisse durch die zuständigen Techniker im Zuge von Lokalaugenschei-

nen dokumentiert. Dabei ging man allerdings nicht nach festgelegten Standards vor. Zudem

wurden die gesammelten Informationen zwar vom betroffenen Techniker genutzt, nach deren

Verwendung aber unsystematisch archiviert. Ausser dem Techniker wusste niemand von der

Existenz dieser Daten.

Im Jahre 1998 kam im Rahmen einer Diplomarbeit (Lachmann 1998) die erste systematische

Form der Ereignisdokumentation zur Anwendung. Diese konnte jedoch aufgrund ihrer Kom-

plexität und Untersuchungstiefe nicht als Standard für die Abteilung Wasserschutzbauten ein-

geführt werden. In den Jahren 1999 bis 2002 wurde die Dokumentation der Ereignisse nach

verschiedenen Standards durchgeführt. Im Jahre 2003 wurde im Zuge der Digitalisierung der

Aufnahmen der vorhergegangenen vier Jahre das gesamte System überarbeitet und verein-

heitlicht.

S. 28


2.2.2 MethodeDie Ereignisdokumentation lässt sich in drei wesentliche Phasen gliedern: die Feldaufnahmen,

die Eingabe und Archivierung der Daten und die Verwaltung derselben (siehe Abbildung 2-1).

Die erste Phase beinhaltet das Sammeln der Daten während der Lokalaugenscheine. Das Ar-

beitsinstrument hierzu ist ein Aufnahmeformular, das auf Grundlage der Erfahrungen aus den

Projekten IFFI (Inventario dei fenomeni franosi in Italia), DOMODIS (Documantation of Mountain

Disasters, Hübl et al. 2002) und DIS-ALP (Disaster Information System for the Alps, Plattform Na-

turgefahren der Alpenkonvention 2002) sowie unter Berücksichtigung der nördlich der Alpen

gebräuchlichen Dokumentationssysteme entwickelt wurde. Das aus dieser Entwicklung her-

vorgegangene Formular ist in erster Linie für Ereignisse in Bächen und Flüssen gedacht, eignet

sich jedoch auch zur Erfassung anderer hydrogeologischer Ereignisse wie Rutschungen und

Bergstürze. Die verschiedenen Formularblätter ermöglichen die Aufnahme von allgemeinen

Informationen sowie die Beschreibung der festgestellten Schäden und des flächenmäßigen

Ausmaßes des Ereignisses. Das Aufnahmeformular wurde vom „Dipartimento per la Difesa del

Territorio” der Universität Padua evaluiert und positiv begutachtet. Für Ereignisse mit geringer

Bedeutung wurde eine so genannte “Quick-Version” des Aufnahmeformulars erarbeitet, in wel-

cher nur die wichtigsten Daten erfasst werden. Die erhobenen Daten werden anschließend in

einer Microsoft Access Datenbank verwaltet, wobei jedes Ereignis einem Datensatz entspricht.

Abb. 2-1: Aufbau des Ereignisdokumentationssystems der Abteilung Wasserschutzbauten

Im Zuge der Feldaufnahmen wird das Ereignis mit Hilfe von Punkten, Linien und Flächen in

kartografischer Form dargestellt. Die so erstellten Karten werden später in ein Geografisches

Informationssystem (GIS) übertragen. Jedem geometrischen Element werden ein Code, wel-

cher es eindeutig beschreibt und die fortlaufende Nummer des Einzelereignisses zugewiesen.

Beim Fotomaterial werden die besten Aufnahmen ausgewählt und mit Hilfe einer geeigneten

Software (Canto Cumulus), welche eine rasche Abfrage und die Zuordnung von Schlagwörtern

erlaubt, katalogisiert. Sämtliche Daten, die in den Archiven gespeichert sind, besitzen einen

Code, der eine Abfrage aller Informationen der einzelnen Ereignisse ermöglicht.

Die in die Ereignisdokumentation involvierten Personen sind zentral organisiert und werden

von einem Koordinator und einem wissenschaftlichen Berater betreut, welche die Aufgaben-

bereiche Organisation, Datenverwaltung, Aufsicht und Logistik übernehmen. Diese stellen

auch die kartografischen Unterlagen bereit, die von den Technikern für die Feldaufnahmen

benötigt werden. Ein weiteres grundlegendes Element des Dokumentationssystems besteht in

der Festlegung von klaren, einheitlichen, aber gleichzeitig ausreichend flexiblen Prozeduren.

S. 29


Abb. 2-2: Personalorganisation für die Ereignisdokumentation der Abteilung Wasserschutzbauten

Das Dokumentationssystem liefert die Informationen je nach Nutzer in unterschiedlicher Form.

Den Technikern der Abteilung Wasserschutzbauten steht eine Benutzeroberfläche zur Verfü-

gung, welche eine zusammenfassende Übersicht der Ereignisse für ein Gewässer oder eine

Gemeinde ermöglicht. Zudem haben sie einen direkten Zugriff auf die Geodaten und das Fo-

toarchiv. Der externe Nutzer erhält die Daten in vereinfachter Form, indem er über den Hazard

Browser, einem von der Landesverwaltung zur Verfügung gestellten Internetportal zugreift.

Freiberufler und andere Techniker können bei Bedarf ausführlichere Informationen, Geodaten

und Fotomaterial anfordern.

2.2.3 ErgebnisseSeit Beginn der systematischen Erhebung im Jahre 1998 wurden 483 Ereignisse dokumentiert.

Die Anzahl der registrierten Ereignisse entspricht allerdings nicht den effektiv vorgefallenen: Es

kann beispielsweise vorkommen, dass Ereignisse nicht gemeldet oder einige unbedeutende

Ereignisse nicht erhoben wurden.

Abb. 2-3: Gliederung der Ereignisse nach Jahr und Ereignistyp

Ein Großteil der erhobenen Ereignisse kann dem Typ Murgang zugeordnet werden. Hierzu

muss angemerkt werden, dass häufig Ereignisse wie Abflüsse mit überhöhtem Feststoffgehalt

als Murgang katalogisiert werden, was einer beabsichtigten Vereinfachung der Klassifizierung

der Ereignistypen entspricht.

S. 30


Abb. 2-4: Verteilung der ab dem Jahr 1998 aufgenommenen Ereignisse

2.2.4 Schlussfolgerungen und DiskussionDas Ereignisdokumentationssystem ED30 stellt heute ein erprobtes und innerhalb der Abtei-

lung Wasserschutzbauten regelmäßig verwendetes Informationsinstrument dar. Die Anfragen

für Daten nehmen kontinuierlich zu. Dies trifft nicht nur für die Techniker der Abteilung, son-

dern auch für Freiberufler zu, insbesondere bei der Ausarbeitung von Gefahrenzonenplänen.

Einen weiteren Beleg für den Wert der gesammelten Informationen stellt die steigende Nach-

frage von Seiten der Universitätsinstitute zum Zwecke der Forschungstätigkeit dar. Die zufrie-

den stellenden Ergebnisse dürfen jedoch nicht als endgültiges Ziel angesehen werden. Die

gesammelte Erfahrung zeigt die Erfordernisse der zukünftigen Entwicklung des Systems zur

Ereignisdokumentation auf. Die diesbezüglichen Ziele können zeitlich gestaffelt folgenderma-

ßen festgelegt werden:

Kurzfristig: Verfeinerung der Prozeduren und Optimierung der Erhebungsphase insbeson- ß

dere für Ereignisse mit regionaler Bedeutung; Verbesserung der Benutzeroberfläche für den

Austausch der Daten mit dem IFFI.

Mittelfristig: Verbesserung der Benutzeroberflächen und Ausbau des Internetservices für die ß

Einsichtnahme bzw. den „download“ der Daten durch externe Nutzer.

Langfristig: Überführung der Daten in umfangreichere Datenbanksysteme mit Mehrbenutze- ß

rumgebung; Zusammenarbeit mit Universitäten und anderen Institutionen zum Zwecke der

Nutzung der Daten und der Verbesserung des Dokumentationssystems.

Literatur

Hübl, J., Kienholz, H., Loipersberger, A. (2002): DOMODIS - Documentation of Mountain Disasters. Inter-

nationale Forschungsgesellschaft INTERPRAEVENT, Schriftenreihe 1; Handbuch 1. Klagenfurt.

Lachmann, S. (1998): Untersuchungen zu den Murgangereignissen des Sommers 1998 in Südtirol. Er-

eignisdokumentation als Methode zur Erfassung von Wildbachschadensereignissen. Diplomarbeit am

Geografischen Institut der Universität Bonn. Bonn.

Plattform Naturgefahren der Alpenkonvention PLANALP (2006): Dokumentation von Naturereignissen

– Feldanleitung. (Alpensignale 4); Innsbruck/Bern.

S. 31


_2.3 Gefahrenhinweiskarte Wildbäche – Prozesse Murgang und ÜbersarungPeter Mani, Hanspeter Staffler, Elisabeth Berger

2.3.1 EinführungFür diese Gefahrenhinweiskarte werden die Prozesse Murgang und Übersarung im regionalen

Maßstab beurteilt. Im Folgenden werden diese beiden Prozesse kurz beschrieben.

Ein Murgang ist ein langsam bis schnell fließendes Gemisch von Feststoff und Wasser mit ei-

genen rheologischen Eigenschaften. Zwischen transportierendem und transportiertem Medi-

um kann nicht mehr unterschieden werden. Im Unterschied zu Wasser haben Murgänge eine

Grenzscherspannung, die überschritten werden muss, damit sie überhaupt in Bewegung kom-

men. Die Fortbewegung erfolgt in der Regel in steilen Fliessgewässern und Rinnen und erfolgt

oft in mehreren Schüben. Die Grenzscherspannung ist dann wiederum dafür verantwortlich,

dass Murgänge bei Übergängen vom steilen ins flache Gelände abrupt zum Stillstand kommen.

Auf Schwemmkegeln, in flachen Talböden oder bei der Einmündung in einen größeren Vorflu-

ter kommt es zur teilweisen oder vollständigen Ablagerung der Feststoffe. Die Auslösung von

Murgängen erfolgt in der Regel durch Niederschlag.

Eine Übersarung ist eine Ablagerung von fluvial transportierten Feststoffen außerhalb von Ge-

rinnen auf Schwemmkegeln oder in Talböden. Im Gegensatz zu Murgängen werden bei der

Übersarung die Feststoffe durch das Wasser transportiert. Die Ablagerung erfolgt deshalb oft

sortiert nach Korngrößen. Übersarung tritt oft auch unterhalb von Murgangablagerungen auf,

wenn Murgangmaterial durch nachfolgenden Hochwasserabfluss verspült wird.

Die Voraussetzung, dass diese beiden Prozesse auftreten können, ist verfügbares Lockermate-

rial. Dieses Material kann entweder direkt im Gerinnebereich zur Verfügung stehen oder über

geschiebeliefernde Prozesse in den Gerinnebereich gelangen. Für die Gefahrenhinweiskarte

werden Sturz- und Rutschprozesse sowie Erosionsprozesse im Gerinnebereich als geschiebe-

liefernde Prozesse berücksichtigt.

In einem Pilotprojekt wurde geprüft, wie weit sich die in der Schweiz entwickelten Methoden

auch in der Autonomen Provinz Bozen Südtirol einsetzen lassen. Nach erfolgreicher Durchfüh-

rung des Pilotprojektes wurde entschieden, die Methodik auf das Gebiet der gesamten Provinz

anzuwenden.

2.3.2 Methode

2.3.2.1 DatengrundlagenWesentliche Vorarbeit für die Erstellung der Gefahrenhinweiskarte war die Aufbereitung der

Datengrundlagen. Als Eingabedaten sind räumliche Datensätze zur Geologie, zu Rutschungen,

zur Bodenbedeckung, zum Gewässernetz und ein digitales Geländemodell erforderlich. Grund-

lage für die geologische Charakterisierung bildete die geologische Karte 1:75‘000, die für das

gesamte Landesgebiet zur Verfügung steht. Aus der geologischen Karte wurde eine Gebietsch-

arakterisierung bezüglich der folgenden Parameter vorgenommen:

Matrix: Klassifikation tonig-siltig, sandig kiesig, kiesig-blockig ß

Bei Festgesteinen wurde das Verwitterungsprodukt charakterisiert. Die Matrix beeinflusst bei ß

der Murgangmodellierung die Startbedingungen und die Reichweite.

Durchlässigkeit: Klassifikation gering, mittel, groß ß

S. 32


Die Durchlässigkeit floss bei der Reliefanalyse ein. Sie beeinflusst die Dichte des Runsennetzes. ß

Eine geringe Durchlässigkeit führt eher zu Oberflächenabfluss und damit zu einem dichteren

Runsennetz.

Produktivität: Klassifikation gering, mittel, groß ß

Die Produktivität charakterisiert die Verwitterbarkeit des Festgesteins und damit die Geschie-

beproduktion. Sie wird im Geschiebelieferungsmodell berücksichtigt. Jede Einheit der Legen-

de der geologischen Karte wurde bezüglich der oben beschriebenen Eigenschaften charakte-

risiert. Grundlage für die Ausscheidung der relevanten Rutschungen bildet der Datensatz des

Rutschungskatasters IFFI (Stand Juni 2006). Daraus wurden die für die Geschiebelieferung und

die Ausscheidung von Murganganrissen relevanten Rutschungen ausgeschieden. Bis auf die

Kategorien Sturzprozesse, inaktive Rutschungen, schnelles Fliessen sowie die nur als Punkte

ausgeschiedenen Rutschungen wurden alle Einheiten verwendet.

Grundlage für die Bodenbedeckung bildete die wald- und weidewirtschaftliche Realnutzungs-

karte aus dem Jahr 2001. Aus der Realnutzungskarte wurden folgende relevante Bodenbede-

ckungs-Klassen abgeleitet:

Fels (Code 41000) ß

Offener Schutt (Code 42000) ß

Gletscher (neben der Kategorie Gletscher aus der Realnutzung (Code 43000) wurden auch die ß

Gletscherflächen aus dem Gletscherinventar des Hydrografischen Amtes verwendet)

Als Grunddatensatz für das Gewässernetz wurde der Datensatz zu den öffentlichen Fliessge-

wässern verwendet (Stand April 2006). Auf dem Gewässernetz wurden die Fliessrichtungen

und die Fliessstruktur geprüft.

Als digitales Geländemodell stand der Datensatz mit einer räumlichen Auflösung von 20 x 20

m zur Verfügung (Stand 1999). In einem ersten Schritt wurden alle abflusslosen Senken (sinks)

bis zu 5 m Tiefe aufgefüllt.

2.3.2.2 ReliefanalyseZiel der Reliefanalyse war es, die für die Modellierung notwendigen Reliefparameter zu be-

rechnen und ein mit dem digitalen Höhenmodell (DEM) konsistentes Gerinne- und Runsennetz

abzuleiten. Mit Hilfe von Standard-GIS-Funktionen wurden Hangneigung, Exposition und Wöl-

bung (Curvature) sowie Fliessrichtung und Einzugsgebietsgröße berechnet. Die Fliessrichtun-

gen wurden im Bereich der Gerinne, die im Gewässernetz enthalten sind, so korrigiert, dass

sich das korrekte Gewässernetz aus dem DEM abbilden lässt. Die mit Hilfe der GIS-Funktionen

berechnete Fliessrichtung liefert für jede Rasterzelle nur einen Nachfolger. Für die Abbildung

von Wasserflüssen im Boden sollte jedoch ein Verfahren verwendet werden, das neigungs-

abhängig mehrere Nachfolger liefert (multiple flowdirections, MFD) und darauf basierend die

Einzugsgebietsgröße berechnet. Um diese zu berechnen, wurde ein von geo7 entwickeltes

Programm verwendet, das auf dem Ansatz für die Berechnung des Topoindex (Beven et al.

1995) basiert.

Auf der Basis der Einzugsgebietsgröße, der Wölbung und der Durchlässigkeit wurden Ansatz-

punkte von Runsen herausgefiltert. Ausgehend von diesen Punkten wurden die linearen Fliess-

wege aus dem DEM abgeleitet, wobei anschließend nur schwach ausgebildete Runsen wieder

eliminiert wurden. Ausgehend von diesem Runsen- und Gerinnenetz wurden anschließend die

Einzugsgebiete für jeden Runsenabschnitt auf Basis des DEM ausgeschieden.

S. 33


2.3.2.3 Ermittlung GeschiebepotenzialDie Grundlage für die Beurteilung der Geschieberelevanz bildeten geologische Daten (Geo-

logie und Lithologie) und die Reliefverhältnisse (Böschungen, Hanglänge und Hangneigung).

Mit einfachen Grenzwertkriterien konnte die Geschieberelevanz von Einzugsgebieten klassiert

werden. Die Abschätzung des Geschiebepotenzials erfolgte mit einem Geschiebelieferungs-

modell. Darin wurden diejenigen Flächen ausgeschieden, die durch Sturz-, Rutsch- oder Spül-

prozesse Material in eine Runse oder in ein Gerinne liefern können. Dabei bildeten Kenntnisse

über den oberflächennahen Untergrund eine wichtige Grundlage.

Die gerinnenahen Bereiche, von denen Material über Ufererosion, flachgründige Rutschungen

und Spülprozesse in die Gerinne gelangt, wurden aufgrund der Hangneigung ausgeschieden.

Ausgehend von den Gerinnen und Runsen wurde geprüft, ob die Hangneigung der unmittel-

bar anschließenden Rasterzellen über dem definierten Grenzwert liegt. Dieses Verfahren wurde

iterativ fortgesetzt bis die Hangneigung unter den Grenzwert sinkt oder eine maximale Distanz,

die vorher festgelegt wurde, überschritten wurde. Der Hangneigungsgrenzwert wurde dabei

von den geologischen Bedingungen der Oberflächenbeschaffenheit abhängig gemacht. Die

maximale Distanz wurde auf 13 Pixel zu 20 Meter festgelegt.

Für die Ausscheidung der für die Geschiebelieferung relevanten Rutschgebiete wurde von den

vorselektierten Rutschungen ausgegangen. Nicht berücksichtigt wurden die Kategorien, die

eher Gerinneprozessen zuzuordnen sind. Es handelt sich hier um die Kategorien „schnelles

Fliessen“ und „komplexe Massenbewegung“. Diese umfassen sowohl Anrissgebiete als auch

Auslaufgebiete von Rutschungen und Muren. Der größere Teil dieser Flächen wurde über die

normale Böschungsausscheidung erfasst. Als geschieberelevant wurden Flächen mit einem

Gerinneanschluss bis zu einer Distanz von 13 Pixel zu 20 m ausgeschieden.

Die Ausscheidung der geschieberelevanten Sturzquellen erfolgte mit einem einfachen Pau-

schalgefälle-Ansatz. Felsflächen, die steiler als 34° sind und deren Pauschalgefälle (Gefälle ge-

messen zwischen oberstem Anrisspunkt und dem untersten Punkt der Ablagerung, respektive

bis zu einem interessierenden Punkt) bis zum nächsten Gerinne oder zur nächsten Runse mehr

als 32° beträgt, wurden als geschieberelevant ausgeschieden. Die maximale Distanz zwischen

Runse und geschieberelevanter Sturzquelle wurde auf 1000 m festgelegt.

S. 34


Abb. 2-5: Geschieberelevante Flächen

Um bezüglich der Bedeutung für die Geschiebelieferung differenzieren zu können, wurden die

geschiebeliefernden Flächen gewichtet. Gewichtungsfaktoren waren die Art der Geschiebe-

quellen (instabile Hänge, Böschungen, Sturzquellen) und die geologische Charakterisierung

(Verwitterbarkeit).

S. 35


Tab. 2-4: Gewichtung der geschiebeliefernden Flächen

In den Gerinnen wurde eine Gewichtung aufgrund der Gerinnecharakteristik vorgenommen.

Unterschieden wurden drei Gerinnetypen: Gerinne in instabilen Hängen, Gerinne im Fels und

übrige Gerinne. Diese Gewichte wurden entlang der aus dem DHM abgeleiteten Fliessrichtun-

gen zur gewichteten geschieberelevanten Fläche aufsummiert.

Am Schluss stand für jedes Gerinnepixel ein Geschiebewert (gewichtete geschieberelevante

Fläche in m²) aus dem gesamten Einzugsgebiet oberhalb zur Verfügung.

2.3.2.4 Simulation MurgangDie Simulation der Murgangprozesse beinhaltete die Ausscheidung von Murganganrissen, die

Modellierung der Trajektorien und die Bestimmung der Reichweite. Das Auftreten von Mur-

gängen ist primär eine Frage der Materialverfügbarkeit und der Stabilität des Lockermaterials.

In den meisten Fällen entstehen Murgänge im Zusammenhang mit hydrologischen Ereignis-

sen. Dabei können verschiedene Anrissmechanismen respektive Anrisstypen unterschieden

werden:

Anrisstyp 1: Anrisse in Steilhängen mit wenig konsolidiertem Lockermaterial (Moränen oder ß

glaziale Talverfüllungen). Der Anbruchmechanismus besteht in einer Übersättigung des Locker-

materials mit nachfolgendem Abgleiten.

Anrisstyp 2: Anrisse im Kontaktbereich von steilen Felswänden und Schutthalden. In den Fels- ß

wänden wird das Wasser konzentriert und gelangt anschließend in die Schutthalden, wo es zu

Hanginstabilität oder Instabilität der Bachsohle kommen kann.

Anrisstyp 3: Anrisse in Felscouloirs, welche mit Moränenmaterial gefüllt sind. ß

Anrisstyp 4: Anrisse in steilen Gerinneabschnitten. ß

Die verschiedenen Anrisstypen erfordern unterschiedliche Parameter. Die entsprechenden Pa-

rameter wurden im Rahmen einer EU-Studie (Zimmermann et. al. 1996) ermittelt.

S. 36


Tab. 2-5: Parameter für die Ausscheidung von Murganganrissgebieten

Für Murganganrisse in Gerinnen besteht ein Zusammenhang zwischen Anrissgefälle und der

Größe des Einzugsgebietes oberhalb des Anrisses (Abbildung 2-6). Die Mobilisierung von Ge-

schiebe hängt einerseits von der Stabilität des Lockermaterials im Gerinne, andererseits von

der Schleppspannung des Wassers ab. Je näher die Neigung eines Lockermaterialdepots am

Grenzgefälle liegt, umso geringere Schleppspannungen genügen für die Geschiebemobilisie-

rung. Das Grenzgefälle für Murganganrisse in Gerinnen kann mit nachfolgender Beziehung

beschrieben werden:

JStart = 0.32 * EG -0.2

Je kleiner das Einzugsgebiet oberhalb eines Gerinneabschnittes ist, umso steiler muss der

Gerinneabschnitt sein, damit Murgänge entstehen können. Murganganrissstrecken werden

zudem ausgeschieden, wenn Rutschungen das Gerinne verstopfen können und das Einzugs-

gebiet oberhalb der Stelle mindestens 2 km² beträgt.

Abb. 2-6: Bedingungen für Murganganrisse im Gerinne

Sind die Bedingungen für Murganganrisse nicht erfüllt, wurde davon ausgegangen, dass nur

geschiebeführende Hochwasser möglich sind.

S. 37


Die Reichweite der Murgänge wurde mit Hilfe eines auf dem Voellmy-Lawinenmodell basieren-

den 2-Parametermodells (vgl. Perla et al. 1980) abgeschätzt. Das Modell berechnet abschnitts-

weise die Geschwindigkeit eines Murganges entlang des Fliessweges. Die maximale Reichweite

ist erreicht, wenn die Fliessgeschwindigkeit den Wert 0 erreicht. Neben dem mittleren Gefälle

pro Abschnitt basiert das Modell auf zwei Reibungsparametern: einem Gleitreibungswert µ

und einem Wert der inneren Reibung M/D (mass to drag ratio, gemäß Perla et al. 1980; erfah-

rungsgemäß fix gewählt). Der Gleitreibungswert ist unter anderem von der Einzugsgebiets-

größe (Abflussmenge) abhängig. Je mehr Wasser zur Verfügung steht, umso dünnflüssiger

wird der Murgang und umso größer ist die Reichweite. In Abbildung 2-7 sind zwei Funktionen

dargestellt. Die Funktion für den mittleren Wert wird für kleinere Murgänge (gewichtete ge-

schieberelevante Fläche < 5 ha) verwendet. Für größere Murgänge wird die Funktion für den

Grenzwert verwendet.

mittlerer Wert: 30.018.0 −= EGμunterer Wert: 35.013.0 −= EGμ

Abb. 2-7: Gleitreibungswert µ für kleinere und große Murgänge in Abhängigkeit der Einzugsgebiets-größe

Für die Simulation der Ausbreitung wurde ein „random walk“ Ansatz gewählt. Beim „random

walk“ Ansatz wird der Nachfolger einer Rasterzelle zufällig gewählt. Die Wahrscheinlichkeit,

dass eine Rasterzelle als Nachfolger gewählt wird, ist einerseits von der Hangneigung abhän-

gig, andererseits von der bisherigen Fliessrichtung des Prozesses (Persistenz). Für die Auswahl

der möglichen Nachfolger einer Rasterzelle wird der „multiple flowdirection“ Ansatz verwendet

(Heinimann et al. 1998). Dieser Ansatz berücksichtigt einerseits einen Grenzwinkel, ab welchem

eine Ausbreitung überhaupt möglich ist, anderseits die Neigungen zu den umliegenden Zel-

len. Die Auswahl der möglichen Nachfolger erfolgte durch einen Vergleich der maximalen Nei-

gung zu einer Nachbarzelle mit der Neigung zu allen anderen Nachbarzellen nach folgender

Formel.

S. 38


( )( )

( )( )

( )( )

( )( )⎪

⎪

⎩

⎪⎪

⎨

⎧

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛<

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛≥

= a

i

a

i

i

wenn

wennN

'tantan

'tantan...0

'tantan

'tantan...1

max

max

β

β

β

β

β

β

β

β

(1)

Ni … Nachfolger

βi … Neigung zum Nachbarpixel i

β’ … Grenzgefälle für den Beginn der Ausbreitung

βmax … maximales Gefälle zu einem Nachbarpixel

a … Exponent für die Ausbreitung

Der Ausbreitungsexponent steuert die Stärke der Ausbreitung unterhalb des Grenzgefälles. Je

größer der Exponent, umso mehr Pixel sind potenzielle Nachfolger im „random walk“ Modell

(Abbildung 2-8). Für die Simulation im Pilotgebiet wurden ein Grenzgefälle für die Ausbreitung

von 20° und ein Ausbreitungsexponent von 2 gewählt.

Abb. 2-8: Grenzneigung in Abhängigkeit des Ausbreitungsexponenten im „random walk“ Modell

Die Murgang-Reichweite und Murgang-Ausbreitung wurde mit einem GIS-gekoppelten C-

Programm simuliert. Die Simulation umfasst drei Hauptschritte:

In einem ersten Schritt wurden die möglichen Murgangtrajektorien ohne Berücksichtigung der ß

Reichweite ermittelt. Dazu wurde, ausgehend von einem Startpixel (Murganganriss-Pixel) mit

Hilfe des Pauschalgefälle- und des random walk Ansatzes eine mögliche Murgangtrajektorie

ermittelt. Die Trajektorien wurden mit X/Y-Koordinaten und zusätzlichen Bahnparametern, das

heißt Δh, Δl und die Einzugsgebietsgröße in eine Tabelle geschrieben. Für das Pauschalgefälle

wurde dabei ein sehr niedriger Wert gewählt, um sicherzustellen, dass alle notwendigen Werte

für die anschließende Reichweitensimulation gewonnen werden.

Im zweiten Schritt wurde, basierend auf der Tabelle mit den Bahnparametern, mit Hilfe des ß

2-Parameter-Modells die Reichweite eines Murganges simuliert.

S. 39


In einem dritten Schritt wurde die berechnete Trajektorie in ein Generate-File herausge- ß

schrieben, aus dem anschließend ein Shapefile erstellt werden kann.

Diese Schritte werden für jedes Startpixel mehrmals durchlaufen. Das „random walk“ Modell lie-

fert dabei im Ausbreitungsgebiet verschiedene mögliche Auslaufstrecken. Im Projekt wurden

für jedes Startpixel 100 Simulationen durchgeführt. Diese Trajektorien können anschließend

mit dem Schadenpotenzial verschnitten werden. So können alle schadenpotenzialrelevanten

Trajektorien herausgefiltert werden.

2.3.2.5 Simulation ÜbersarungErster Schritt für die Simulation der Übersarungsprozesse war die Ermittlung von potenziellen

Ausbruchstellen. Entlang eines Gerinnes treten immer wieder Kapazitätsengpässe auf, die bei

Hochwasser zu einem Ausufern führen können. Diese Stellen sind:

der Anfang einer Eindolungsstrecke, ß

die Durchlässe und Brücken, ß

die Gerinneengpässe mit verminderter Kapazität. ß

Die Ausbruchstellen wurden mittels der vorhandenen Grundlagen (Strassen- und Bahnnetz,

vektorisiertes Gewässernetz) automatisch herausgefiltert (Abbildung 2-9). Es besteht die Mög-

lichkeit, die Ausbruchstellen anschließend zu verifizieren und unproblematische Stellen zu

löschen bzw. zusätzliche Stellen hinzuzufügen. Während der Modellierung wird für jedes Ge-

rinnepixel geprüft, ob bei der berechneten Fliessrichtung mehrere Abflusswege (multiple flow-

directions) möglich sind. War dies über eine gewisse Gerinnestrecke der Fall, wurde das Pixel,

bzw. der Abschnitt, als weitere Ausbruchstelle (reliefbedingte Ausbruchstelle) ausgeschieden.

Jede Ausbruchstelle wurde mit einer eindeutigen ID versehen.

Abb. 2-9: Ausscheidung von Ausbruchstellen für die Übersarungssimulation

In einem zweiten Schritt wurde die Ausbreitung des Geschiebes simuliert. Entscheidend für

die Simulation der Übersarungsflächen ist die Fliessrichtung in der Ebene. Dabei kam, wie bei

der Murgangausbreitung auf dem Kegel, der „multiple flowdirections“ Ansatz zur Anwen-

dung. Ausgehend von den definierten Ausbruchstellen wurde in einem iterativen Verfahren

die Ausbreitung in der Fläche simuliert. Dabei wurde an jeder Ausbruchstelle das Verfahren

neu gestartet. Das heißt, dass weiter oben erfolgte Wasser- und Geschiebeaustritte nicht be-

rücksichtigt wurden. An einer potenziellen Ausbruchstelle erfolgte nur dann eine Übersarung,

S. 40


wenn verschiedene prozessspezifische Kriterien erfüllt sind. Die Startkriterien wurden aufgrund

der topografischen und geologischen Gegebenheiten festgelegt:

Mindestgröße für das Einzugsgebiet: Die Einzugsgebietsgröße ist eine Hilfsgröße, über wel-

che das im Hochwasserfall mögliche Wasservolumen einfließt. Es wurde davon ausgegangen,

dass das Einzugsgebiet eine minimale Größe aufweisen muss, damit über den Niederschlag

genügend Wasser in die Gerinne gelangen und dort für die Geschiebemobilisierung wirksam

werden kann.

Maximale Gerinneneigung, bei der noch „multiple flowdirections“ auftreten: Eine flächen-

hafte Ausbreitung von Geschiebe findet nur bei relativ flachen Verhältnissen (< 8°) statt. Bei

steilen Verhältnissen fließen Wasser und Geschiebe linear ab (single flow).

Minimale Gerinneneigung: Das Kriterium der Gerinneneigung wird verwendet um die Simula-

tion der Prozesse auf die steilen Gewässer (J > 2%) zu beschränken.

Minimale geschieberelevante Fläche: Mit der Beschränkung der geschieberelevanten Fläche

auf 500 m² wurde verhindert, dass kleinste Übersarungsflächen abgebildet werden. Diese sind

im Zielmaßstab der Gefahrenhinweiskarte nicht mehr darstellbar.

Die Ausbreitung von Geschiebe ist abhängig von der Topografie (Neigung) und des zur Ver-

fügung stehenden Geschiebeangebots. Ist einer der beiden Faktoren nicht mehr gegeben,

stoppt der Prozess. Die Ausbreitung wird abgebrochen, wenn:

die Hangneigung unter 2% fällt, ß

eine maximale Ausbreitungsdistanz erreicht ist, welche in Abhängigkeit der Einzugsgebiets- ß

größe und des vorhandenen Geschiebepotenzials berechnet wird,

ein Gewässer erreicht wird, dessen Einzugsgebiet mindestens doppelt so groß ist. ß

Für die Erstellung der Karten wurden die Prozessflächen generalisiert. Bei den Murgangtrajek-

torien umfasste die Generalisierung folgende Schritte:

Umwandlung der Vektor-Trajektorien in Raster (Zellengrösse 10 m) ß

Puffern der Rasterflächen um 2 Rasterzellen ß

Ermittlung von Inseln in den Prozessflächen ß

Berechnung der Neigung und Wölbung für die Inselflächen ß

Eliminierung von Inseln < 300 Rasterzellen und mittlere Hangneigung < 15 ° und Wölbung < ß

0.5. Damit bleiben markante Rippen in den Einzugsgebieten und auf den Murgangkegeln als

Inseln erhalten

Reduktion der gepufferten Prozessflächen um eine Rasterzelle ß

Für die Übersarungsflächen wurde folgendes Generalisierungsverfahren angewendet:

Zusammenfassung von sich überlagernden Prozessflächen ß

Selektion von Inseln < 30 ha und Zuordnung zu den Übersarungsflächen ß

Vereinfachung der Flächen mit „dissolve“ ß

Elimination von Seeflächen ß

Die so angepassten Geometrien bildeten die Grundlage für die Karten, welche auf Papier und

als pdf-Files erstellt wurden.

2.3.3 ErgebnisseErgebnisse des Verfahrens waren eine Gefahrenhinweiskarte für den Prozess Murgang und

eine Gefahrenhinweiskarte für den Prozess Übersarung. Sie zeigt für das ganze Gebiet der Au-

tonomen Provinz Bozen – Südtirol diejenigen Gebiete, die durch Murgänge und Übersarung

bei einem extremen Ereignis betroffen sein können. Die Karte gibt damit einen Hinweis auf

eine mögliche Gefährdung, liefert aber keine spezifischen Aussagen zur Intensität der Gefahr

und zu deren Eintretenswahrscheinlichkeit.

S. 41


Abb. 2-10: Trajektorien aus der Murgang-Simulation, Kartenausschnitt bei Naturns

Abb. 2-11: Prozessflächen aus der Übersarungssimulation, Kartenausschnitt bei Naturns

Die Ergebnisse sind sowohl in Kartenform als auch in digitaler Version verfügbar. Die digitale

Version der Gefahrenhinweiskarten beinhaltet folgende Datensätze:

Geschieberelevante Flächen ß

Startpunkte für Murgangtrajektorien ß

Murgangtrajektorien ß

Murgangflächen ß

Startpunkte für Übersarungsprozesse ß

Übersarungsflächen ß

2.3.4 Schlussfolgerungen und Diskussion Grundsätzlich erscheinen die zur Verfügung gestellten Grundlagendaten für die Simulation

von Murgang- und Übersarungsprozessen auf Stufe Gefahrenhinweiskarte geeignet. Alle Da-

tensätze konnten in die für die Simulation benötigte Form überführt werden. Am ehesten ein

Problem stellte das relativ grobe digitale Höhenmodell dar. Grundsätzlich weist das Höhenmo-

dell eine sehr gute Qualität auf, doch lassen sich mit der Auflösung von 20 m kleinere räumliche

S. 42


Strukturen nicht oder nur ungenügend auflösen. Schwächer ausgebildete Tiefenlinien konnten

im digitalen Höhenmodell nicht abgebildet werden. Dies führte dazu, dass Runsenverläufe teil-

weise falsch berechnet wurden oder vollständig fehlen. Die reduzierte Reliefauflösung führte

stellenweise dazu, dass Prozesstrajektorien in Gebieten simuliert wurden, in die sie wahr-

scheinlich in Realität nicht gelangen könnten. Mit Ausnahme der Parameteranpassungen, die

aufgrund der gröberen DEM-Auflösung vorgenommen werden mussten, konnte mit dem für

alpine Gebiete üblichen Parametersatz gerechnet werden.

Bei der Übersarung konnte das bestehende Modell so erweitert werden, dass für jede Aus-

bruchstelle individuelle Übersarungsflächen ausgeschieden werden konnten. Die Flächen sind

mit der ID der Ausbruchstelle codiert. So können Flächen, die auf nicht relevanten Ausbruch-

stellen basieren, wegselektiert werden.

Die Ergebnisse der Simulationen im Pilotgebiet wurden durch die Abteilung Wasserschutzbau-

ten überprüft. Dabei wurde festgestellt, dass mit dem gewählten Verfahren murfähige Gerinne

mit großer Zuverlässigkeit ausgeschieden wurden. Die von Murgängen betroffenen Flächen

wurden als eher groß erachtet. Dabei ist aber zu berücksichtigen, dass in einer Gefahrenhin-

weiskarte nicht ein einzelnes Ereignis abgebildet wird, sondern möglichst die Gesamtheit aller

möglichen Ereignisse. Damit kann auch sichergestellt werden, dass alle für die detaillierte Bear-

beitung in Frage kommenden Flächen erfasst wurden.

Literatur

Autonome Provinz Bozen – Südtirol (2001): Realnutzungskarte „REA“ Ausgabe 2001, Massstab 1:10‘000.

Beschreibung 1. und 2. Los. Bozen.

Beven, K.J., Lamb, R., Quinn, P., Romanowicz, R., Freer, J. (1995): TOPMODEL. In: Singh, V.P. (ed.) Compu-

ter Models of Watershed Hydrology. Water Resources Publications, Co.

Gamma, P. (2000): dfwalk – Ein Murgang-Simulationsprogramm zur Gefahrenzonierung. Geographica

Bernensia G66. Bern.

Heinimann, H., Hollenstein, K., Kienholz, H., Krummenacher, B., Mani, P. (1998): Methoden zur Analyse

und Bewertung von Naturgefahren. BUWAL, Umwelt-Materialien Nr. 85, Naturgefahren. Bern.

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Zimmermann, M., Mani, P., Gamma, P. (1997): Murganggefahr und Klimaänderung – ein GIS-basierter

Ansatz. Projektschlussbericht im Rahmen des nationalen Forschungsprogrammes „Klimaänderungen

und Naturkatastrophen in der Schweiz“ NFP31. Zürich.

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Program, Contract Ev5V-CT94-0453: Contribution to the reduction of debris flow damage, with the

analysis of triggering factors, initiation, propagation and deposition phenomena, in the Alpine region.

_2.4Gefahrenhinweiskarte Talflüsse – Prozess Über-schwemmungClaudio Volcan, Hanspeter Staffler

2.4.1 EinführungDie Überschwemmung mit Geschiebetransport stellt das charakteristische hydrogeologische

Phänomen der Talflüsse dar. Die von diesen Prozessen ausgehenden Gefahren werden vor-

wiegend über Fließgeschwindigkeit und Wassertiefe im überschwemmten Bereich definiert.

S. 43


Aufgrund der Morphologie der ebenen Talböden werden meist weite Flächen betroffen, wobei

die Tiefe der Überschwemmung durchaus einige Meter erreichen kann.

Die Gefahrenhinweiskarte Talflüsse wurde im Zuge von IHR für das gesamte Südtiroler Landes-

gebiet erstellt. Diese Gefahrenhinweiskarte gibt die Schwachstellen des Abflusssystems und

die potenziellen Überschwemmungsflächen wieder, welche aufgrund numerischer Modelle

näherungsweise berechnet wurden. Die Karte wurde ohne Hinweis auf die gegebene Wieder-

kehrdauer der Ereignisse erstellt, sondern durch die Untersuchung der Abflusskapazität in den

unterschiedlichen Abschnitten des Gewässernetzes. Dadurch war es möglich, alle potenziellen

Schwachstellen im System und die größtmögliche Ausdehnung der Überflutungsflächen zu

definieren.

Im Zuge dieses Projekts wurden für die Bestimmung der Schwachstellen zwei unterschiedliche

Verfahren entwickelt, durch deren Ergänzung eine ausreichende Kenntnis des Abflussgesche-

hens im Talboden bei extremen Hochwasserereignissen erworben wurde. Dabei wurden auch

mögliche Dammbrüche berücksichtigt.

2.4.2 MethodeDie Methode zur Erstellung der Gefahrenhinweiskarte Talflüsse besteht aus zwei grundlegen-

den Phasen. In der ersten Phase wurden die möglichen Ausuferungsursachen und alle mögli-

chen Schwachstellen bestimmt. In der zweiten Phase wurden die von diesen Schwachstellen

ausgehenden Überschwemmungsprozesse identifiziert und abgegrenzt.

2.4.2.1 Phase 1 - SchwachstellenanalyseDie Schwachstellenanalyse dient der Bestimmung der Stellen im hydrografischen Netz im Tal-

boden, an denen es bei Hochwasser zu Ausuferungsereignissen kommen könnte. Die von der

Abteilung Wasserschutzbauten entwickelte Methode basiert einerseits auf der hydraulischen

Analyse der betrachteten Flussabschnitte und andererseits auf der qualitativen Bewertung des

Zustandes der Dammkörper.

Es wurden verschiedene Kategorien und Unterkategorien für die Schwachstellen festgelegt:

1) Schwachstellen infolge eines unzureichenden Abflussquerschnitts:

a) Unzureichende Geometrie des Gerinnes

b) Abflusshemmende Querwerke (lokale Verengungen)

i) Brücken

ii) Durchlässe

2) Schwachstellen infolge unzureichender Standfestigkeit der Dammkörper:

a) Bekannte Altarme

b) Bekannte Qualmtrichter

c) Historische Dammbruchstellen

d) Fehlen von Abdichtungs- oder Sicherungsmaßnahmen

i) Hochdruckinjektionen

ii) Stahlspundbohlen

iii) Gegendämme

Die Schwachstellen der Kategorien (1) und (2) sind vollkommen unterschiedlicher Natur: Ka-

tegorie (1) ist an die hydraulische Dimensionierung der Abflussquerschnitte und der vorhan-

denen Querwerke gebunden, Kategorie (2) hängt von geotechnischen Stabilitätskriterien ab.

Diesbezüglich war es erforderlich, zwei verschiedene Vorgehensweisen zu entwickeln.

S. 44


Verfahren zur Bestimmung der Schwachstellen der Kategorie (1)Die Schwachstellen der Kategorie (1) wurden durch eine hydraulische Analyse des hydrogra-

fischen Netzes unter Annahme eines stationären Abflusses und unter Berücksichtigung von

Strömungshindernissen wie Brücken oder Durchlässen (in der Folge wird nur von Brücken die

Rede sein, jedoch sind beide Bauwerkstypen gemeint) berechnet. Die Bedingungen einer sta-

tionären Strömung sind dann gegeben, wenn alle partiellen Ableitungen nach der Zeit gleich

Null sind, d.h. wenn es keine Änderungen der lokalen Eigenschaften des Strömungsfeldes in

der Zeit gibt. Dies ist durch folgende Gleichung beschrieben

0≡∂

∂

t (1)

in der t die Variable Zeit darstellt.

Wird die Kontinuitätsgleichung angewandt (x stellt die Längskoordinate entlang der Fließrich-

tung dar, A ist die benetzte Fläche, Q die Abflussmenge),

latlat QxQ

QxQ

tA

=∂

∂⇒=

∂

∂+

∂

∂ (2)

so wird angenommen, dass zur Einstellung einer stationären Strömung der Durchfluss Q, ab-

gesehen seitlicher Abflussspenden Qlat, im Raum konstant verteilt ist. Für die in diesem Projekt

vorgesehene Anwendung können die seitlichen Zuflüsse (Qlat = 0) vernachlässigt werden,

sodass die Annahme für die Stationarität wie folgt beschrieben wird:

0=∂

∂

x

Q (3)

Unter Anwendung der Energiegleichung gilt unter stationären Bedingungen:

gU

YzH b 2

2

++= Gesamtenergiehöhe (Bernoulli-Trinom) (4)

g

UYE

2

2

+= Gesamtenergiehöhe bezogen auf die Sohle (5)

Wird der Bezugsabfluss Q definiert, dann gilt:

2

2

2gAQ

YE += ( 6)

Die Gesamtenergiehöhe bezogen auf die Sohle ist nur von Q und der Tiefe Y abhängig, da die

benetzte Querschnittsfläche A nur von der Tiefe Y abhängt.

Das Energieerhaltungsprinzip im Fall einer stationären Freispiegelströmung wird durch folgen-

de Gleichung ausgedrückt:

xg

Uh

gU

h Δ++=+2

22

22

22

21

1 (7)

tot

S. 45


Abb. 2-12: Energiebilanz zwischen zwei Querschnitten eines Fließgewässers

Die Energiebilanz zwischen zwei Querschnitten eines Fließgewässers (vgl. Abbildung 2-12),

wird folgendermaßen ausgedrückt:

xSS

gAQ

hgAQ

h ff Δ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ +++=+

22221

22

2

221

2

1 αα (8)

wobei:

h … Kote der Wasseroberfläche gegenüber einer Referenzebene

(in der Regel auf 0 m.ü.d.M.)

α … Coriolis-Koeffizient

Sf … Energieverlust entlang des Gerinnes aufgrund der Turbulenz und des Strömungs-

widerstandes der Kanalwände (Rauhigkeit).

Die Gleichung (7) wird mittels numerischer rekursiver Algorithmen gelöst, wobei sich h2 er-

gibt, wenn h1 bekannt ist (Auflösung von talauf- nach talabwärts, superkritische Strömung)

oder es ergibt sich h1, wenn h2 bekannt ist (von talab- nach talaufwärts integriert, subkritische

Strömung).

Bei diesem Projekt wurde die Software HEC RAS vom Hydrologic Engineering Center (HEC) des

US Army Corps of Engineers angewandt. Diese Software ermöglicht die monodimensionale

Modellierung stationärer und nicht stationärer Strömungen in unregelmäßigen Gerinnen und

stellt heute einen Standard in der hydrodynamischen Modellierung der Fließgewässer dar.

Die notwendigen Eingabedaten für das entwickelte Verfahren sind:

das vektorielle hydrografische Netz, ausgedrückt durch 2D-Polylinien (x,y); ß

ein ausreichend detailliertes, digitales Höhenmodell (DEM, Mindestraster 2.5 x 2.5 m). Wenn ß

die Daten zur Verfügung stehen, stellt ein TIN (Triangulated Irregular Network) eine weitere,

verfeinerte Darstellungsmöglichkeit dar;

der Bautenkataster, welcher die wichtigsten geometrischen Größen der Brücken enthält (Spann- ß

weite, Höhe, Geometrie der Brückenpfeiler).

Das angewandte Verfahren gründet auf folgende schematische Darstellung der Fließgewässer

im Tal (Abbildung 2-13).

S. 46


Abb. 2-13: Schematische Darstellung des hydrografischen Netzes im Tal: Jeder Ast ist mittels eines Indexes, jeder Querschnitt mittels eines Wertepaars (i,j) charakterisiert.

Zunächst wurden die Quellabschnitte des hydrografischen Netzes und die Abschnitte, welche

zwischen den zwei folgenden Zusammenflüssen eingeschlossen sind, bestimmt. Jeder Ab-

schnitt wurde mittels eines Indexes j charakterisiert; in der Regel wird es N Abschnitte geben.

Innerhalb eines jeden Abschnittes wurden Mj bedeutende Flussquerschnitte Si,j (mit i = 1, 2, …,

Mj) definiert.

Jeder Querschnitt wurde in der GIS-Umgebung von einem zur Flussachse hin senkrechtem

Segment veranschaulicht. Das Verfahren sieht vor, die Querschnittsgeometrien automatisch

aus dem DEM oder dem TIN erhalten zu können. Diese Operation, welche in der GIS JGrass –

Umgebung vollständig automatisiert abläuft, ermöglicht die Erstellung der Flussquerschnitte

im Format der HEC RAS Software. Abbildung 2-14 gibt einen automatisch generierten Quer-

schnitt aus dem TIN wieder.

In jenen Fällen, bei denen topografische Aufnahmen von Querschnitten zur Verfügung stan-

den, wurden die automatisch generierten Querschnitte mit den gemessenen Querschnitten

ersetzt, sodass der Genauigkeitsgrad der verwendeten Geometrien erhöht werden konnte.

Die Algorithmen der JGrass-Software wurden hauptsächlich am Department für Ingenieurwe-

sen und Wasserwirtschaft der Universität Trient sowie am CUDAM (Centro Universitario per la

Difesa dell‘Ambiente Montano) mit Sitz in Trient entwickelt. Das Zentrum der Entwicklungs-

tätigkeit ist die Firma HydroloGIS aus Bozen; an der Entwicklung arbeiten auch andere For-

scher am CUDAM in Trient und dem ICENS in Kingston. Ausgangspunkt von JGrass ist GRASS

(Geographic Resources Analysis Support System), das heute größte open-source-Projekt im

GIS-Bereich.

S. 47


Abb. 2-14: Automatisch generierter Flussquerschnitt aus dem TIN-Geländemodell im Hec-Ras-Format (Etsch bei Goldrain, Vinschgau)

Hydraulische ModellierungJeder Abschnitt wurde unter Annahme einer stationären Strömung und unter Anwendung

eines eindimensionalen Schemas, unabhängig von den anderen Abschnitten modelliert. Man

erhält dadurch Lj Profile mit stationärer Strömung für eine breite Serie an steigenden Abfluss-

werten Qkj (bei k = 1, 2, …, Lj), die die folgende Voraussetzung erfüllt (Yeso ij = maximal erlaubte

Wasserspiegellage ohne Ausuferung im Querschnitt (i,j)):

( ) ( )jiYQYijesojij ,1 ∀< (9)

beim Abfluss Qlj kommt es zu keiner Ausuferung im Abschnitt j

( ) ( )jiYQYijj esojLij ,∀> (10)

beim Abfluss QLij kommt es zur Ausuferung in jedem Querschnitt des Abschnitts j.

Sind beide Bedingungen erfüllt, wird mit der Abflussserie Qkj (bei k = 1, 2, …, Lj) der gesamte

Bereich der im Abschnitt j zulässigen Durchflüsse abgedeckt.

Die anzuwendende Abflusssteigerung wurde für jeden Abschnitt aufgrund der Abweichung

zwischen QLij und Q1j neu bestimmt. Dadurch wird eine passende Beschreibung der stationären

Abflüsse für jeden Querschnitt garantiert. Die Modellierung wurde mittels Annahme von un-

endlich hohen Dämmen (d.h. unter Vernachlässigung möglicher Ausuferung) ausgeführt. Der

Manning Wert wurde mit 0.03 s/m1/3 als konstant angenommen, außer in jenen Strecken, bei

denen geeichte Werte zur Verfügung standen.

S. 48


GrenzabflussDie Abflusskapazität, oder der Grenzabfluss QGrenz eines Querschnitts wurde aufgrund der un-

ter Annahme stationärer Bedingungen ausgeführten Simulationen bestimmt. QGrenz ist als der

Grenzabflusswert definiert, bei dem weniger als 10 cm Freibord zwischen Wasserspiegel und

Oberkante des niedrigsten Dammes vorhanden sind. Es wurden zudem das orografische Ufer

(rechtes, linkes oder beidseitig) bestimmt, an dem es zur Ausuferung kommt.

Bestimmung der SchwachstellenDie Bestimmung der Schwachstellen wird für jeden Abschnitt j auf folgende Art und Weise

durchgeführt:

a. Bestimmung des maximalen Abflusses für den ersten Querschnitt (Sl,j);

b. Berechnung des Bezugsdurchflusses für den ersten Querschnitt als ( )pQQrif +⋅= 1lim1

wobei [ ]1,0∈p eine prozentuelle Abflusszunahme darstellt und als bekannt angenom-

men wird (meist p = 0.3);

c. Dabei wurde folgender wiederkehrenden Algorithmus eingesetzt:

Für jeden Abschnitt j:

Abb. 2-15: Algorithmus für die Bestimmung der Schwachstellen

Der prozentuelle Zuwachs [ ]1,0∈p wurde im Verfahren eingeführt, da bei einer Ausuferung

nicht der gesamte ausufernde Abflussanteil rückgehalten wird, sondern ein Teil davon weiter

entlang des Gerinnes abfließt. Man kann somit annehmen, dass der Gesamtabfluss, der fluss-

abwärts von jedem Ausuferungspunkt abfließt, gleich QGrenz (1+p) sei.

Flussabschnitte nach ZusammenflüssenDer theoretisch größte Abfluss Qi-max, der den ersten Flussquerschnitt nach dem Zusammen-

fluss zweier oder mehrerer Äste des Gewässernetzes im Talboden erreichen kann, entspricht

unter Anwendung der hier dargestellten Methodik der Summe der einzelnen Zuflüsse, welche

für die untersten Abflussprofile jedes Zubringers berechnet werden, und zwar, im Falle von n

Zubringern:

∑−

−=

=1

,max.

j

NjkkMrefj k

QQ (11)

S. 49


Dieser Abflusswert stellt somit die obere Grenze des Maximalabflusses im gesamten Untersu-

chungsabschnitt und ersetzt somit die Bedingung (10).

BrückenJede Brücke wurde hydraulisch hinsichtlich des Brückenquerschnitts überprüft. Dafür musste

der hydraulische Zustand unterhalb der Brücke bekannt sein (subkritisch, superkritisch, subkri-

tisch mit Übergang, superkritisch mit Übergang).

Folgendes Verfahren kam dabei zu Anwendung:

Definition der Geometrie des Abflussprofils talaufwärts der Brücke (nach der zuvor beschrie- ß

benen Methodik)

Berechnung des oberwasserseitigen hydraulischen Zustandes der Brücke (unter stationären ß

Bedingungen)

Berechnung der Froude-Zahl der Strömung �

Berechnung des Wasserspiegels �

Berechnung des Verbauungsverhältnisses bei der Brücke, nach folgendem Verfahren: ß

Berechnung der mittleren Breite des Gerinnes im Oberwasser der Brücke aufgrund des �

Verhältnisses zwischen benetzter Fläche und Wasserspiegel

Berechnung der charakteristischen Breite im Brückenschatten durch Abzug der Ausmaße �

von Stützen und Schultern der Brücke von der oben berechneten Breite

Berechnung des Verbauungsverhältnisses durch das Verhältnis zwischen Breite im Brücken- �

schatten und mittlerer Breite im oberwasserseitig gelegenen Abschnitt

Bestimmung des hydraulischen Zustandes nach Abbildung 2-16. Anhand der Froude-Zahl im ß

oberwasserseitigen Bereich der Brücke und dem Verbauungsverhältnisses wird die Diagramm-

fläche in 4 Abschnitte unterteilt, die die vier möglichen Strömungszustände bei der Brückenun-

terquerung kennzeichnen.

Abb. 2-16: Diagramm zur Bestimmung des Strömungszustandes bei Brückenunterquerungen oder Gerinneeinengungen

S. 50


Zustand A wird erreicht bei ungestörten, subkritischen Strömungen und hohen Werten des

Verbauungsverhältnisses. Unter diesen Voraussetzungen besitzt die Strömung oberwassersei-

tig eine ausreichende spezifische Energie gegenüber der Sohle, die es ermöglicht, ohne Über-

gang zur schießenden Strömung die Brücke zu unterqueren und folglich keinen Wechselsprung

unterhalb der Brücke zu verursachen. Unter diesen Bedingungen kann die leichte Überhöhung

der Wasserspiegellage mittels der empirischen Formel von Yamell berechnet werden:

€

Y2 −Y1

Y1

= CYaCYa

− 0.6 + 5Fr12( ) ⋅ 1−

brb1

+15 1−brb1

⎛

⎝ ⎜

⎞

⎠ ⎟

4⎧ ⎨ ⎪

⎩ ⎪

⎫ ⎬ ⎪

⎭ ⎪ Fr1

2

(12)

mit Cα Formbeiwert der Brückenpfeiler, der die Werte in Abbildung 2-17 annimmt:

Abb. 2-17: Formbeiwert der Brückenpfeiler Cα

Abb. 2-18: Qualitativer Verlauf des Profils des freien Wasserspiegels im Fall A (subkritische Strömung ohne Übergangsströmung)

Es konnte somit das kleinste Freibord bezüglich der Brückenkonstruktion berechnet werden,

indem zum ungestörten Wasserspiegel die Erhöhung addiert wurde.

Zustand B kommt bei ungestörten und subkritischen Strömungsverhältnissen mit niederen

Verbauungsverhältnissen vor. In diesem Fall ist die Einengung besonders markant und die

oberwasserseitige Strömung besitzt gegenüber der Sohle nicht ausreichend Energie, um die

Einengung zu durchqueren. Dies führt zu einem starken Rückstau vor der Brücke (Profiltyp M1),

wobei sich der kritische Strömungszustand bei der Brückenunterquerung einstellt (Fr = 1). Es

kommt hierbei zu einem Übergang zum superkritischen Zustand im Unterwasser der Brücke

mit Ausbildung eines Wechselsprunges und schließlich zur Rückkehr der subkritischen Strö-

mung.

S. 51


Abb. 2-19: Qualitativer Verlauf des Profils des freien Wasserspiegels im Fall B (sehr subkritische Strömung mit Übergangsströmung)

Der höchste Wasserspiegel tritt unmittelbar oberhalb der Einengung auf und kann auf folgen-

de Weise berechnet werden:

1. Berechnung der Froude-Zahl im Querschnitt 2 (Einlauf der Einschnürung) aufgrund

folgender Gleichung, die das Energieerhaltungsprinzip zwischen dem Querschnitt 1 und

dem eingeengten Querschnitt verdeutlicht:

( )0

223

21 32

23

322

22 =−+ /

/

BBFF

(13)

Die relevante Lösung ist in diesem Falle jene, die F2 = F 2̓ < 1 ergibt (subkritische Strömung).

2. Berechnung des Wasserspiegels am Querschnitt 1 mittels folgender Gleichung:31

2

222

2

2

/

'rFgB

QKY

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛=

(14)

mit Kr, einem Koeffizienten, der größer als 1 und von der Form der Stützen abhängig ist. Dieser

Koeffizient wurde eingeführt, um die Verluste zu berücksichtigen.

Abb. 2-20: Verlustkoeffizient Kr für verschiedene Stützenarten

Zustand C kommt bei ungestörter, superkritischer Strömung, bei großen Froude-Zahlen und

hohen Werten des Verbauungsverhältnisses vor. Die Energie der Strömung im Oberwasser ist

ausreichend, um die Brücke zu unterqueren, sodass der superkritische Zustand auch im Brü-

ckenschatten beibehalten wird. Die Erhöhung ist in diesem Falle auf den eingeengten Abflus-

squerschnitt begrenzt und kann unter Verwendung einer Gleichung für Energieverluste Typ

„Borda“ bestimmt werden (plötzliche Aufweitung).

S. 52


Abb. 2-21: Qualitativer Verlauf des Profils des freien Wasserspiegels im Fall C (superkritische Strömung ohne Übergangsströmung)

Zustand D trifft für Froude-Zahlen zu, die nur geringfügig größer als 1 sind und für niedere

Verbauungsverhältniswerte. In diesem Fall besitzt die oberwasserseitige Strömung nicht aus-

reichend Energie, um die Querschnittseinengung zu bewältigen und es folgt ein Übergang

zum strömenden Zustand durch einen Rückstau auf der Brückenseite im Oberwasser. Die Un-

terquerung der Brücke geschieht im kritischen Zustand und schließlich wird die Strömung im

Unterwasser der Brücke wieder superkritisch. Der Übergang zum Strömen unterhalb des Brü-

ckenkörpers bestimmt eine deutliche Erhöhung des Wasserspiegels mit Ausuferungsgefahr.

Weiters kann die starke Fließgeschwindigkeitsabnahme die Geschiebeablagerung im Ober-

wasser der Brücke begünstigen und eine eventuelle Verklausung derselben verursachen.

Abb. 2-22: Qualitativer Verlauf des Profils des freien Wasserspiegels im Fall D (superkritische Strömung mit Übergangsströmung)

Zur Bestimmung des maximalen Wasserspiegels (Querschnitt 2) und der Lokalisierung des

Rückstaus wurde folgendermaßen vorgegangen:

1. Berechnung der Höhe der oberwasserseitigen stationären Strömung Y1 ;

2. Berechnung der Froude-Zahl der Strömung im Querschnitt 1 F1;

3. Bestimmung der Höhe Y2 unter Anwendung des Energieerhaltungsprinzips (Bernoulli-

Gesetz) zwischen dem Querschnitt 2 und dem Querschnitt 3 und unter Berücksichtigung

der Verluste, die von den Stützen verursacht werden:

S. 53


31

2

222

2

2

/

'rFgB

QKY

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛=

(15)

mit Kr wie in Abb. 2-20 dargestellt.

Nach Festlegung des hydraulischen Zustands bei den Brücken (A, B, C oder D) wurden diese

nach einer Punkteskala in Kategorien eingeteilt, welche die Wahrscheinlichkeit der Ausuferung

und folglich die von ihnen ausgehende Gefahr bestimmen.

Abb. 2-23: Bestimmung der Kategorie aufgrund des Diagramms, das die Unterquerung von Brücken darstellt

Die angewandte Punkteskala ist in folgender Tabelle wiedergegeben.

Tab. 2-6: Punkteskala für die Klassifikation der Brücken

S. 54


Jeder Brücke wurden zu Beginn Punkte zugewiesen, die ausschließlich vom hydraulischen

Zustand abhängen. Für die Kategorien A und C wurden 0 Ausgangspunkte vergeben, da die

Brücke zu keinem Zustand mit Übergang durch das kritische Fließverhalten mit der Folge eines

Wechselsprunges führt. Es kommt dadurch auch zu keiner Erhöhung der Wasserspiegellage

gegenüber dem ungestörten Strömungszustand. Den Kategorien B und D werden jeweils 1

bzw. 2 Ausgangspunkte vergeben. Obwohl in beiden Fällen ein Übergang mit einem Wechsel-

sprung entsteht, zeichnet sich der Fall D (ungestörte superkritische Strömung) durch einen im

Oberwasser der Brücke gelegenen Abschnitt mit strömendem Zustand aus, in dem die Erhö-

hung des Wasserspiegels gegenüber der ungestörten Strömung sehr markant sein kann.

Zusätzlich zu den anfangs vergebenen Punkten ist eine weitere Punkteanzahl vorgesehen, die

an den minimalen Freibord zur Brückenunterkante gekoppelt ist (Fmin). Dieser Abstand ist ein

Zeigerwert für die Wahrscheinlichkeit, dass die Strömung frei fließen kann, anstatt unter Druck

die Brücke unterqueren zu müssen (mit Fmin ≤ 0m). Fmin weist auch auf die Wahrscheinlichkeit

hin, dass sich mit der Strömung angeschwemmtes Holz vor der Brücke sammeln und zur Ver-

klausung der Brücke und zur Ausuferung führen kann. Es gilt die Annahme, dass bei einer Frei-

bordhöhe von über 1,5 m die Verklausungswahrscheinlichkeit gering ist, während sie für Werte

unter 1,0 m hoch ist.

Als Schwachstelle wurde in diesem Verfahren jede Brücke angenommen, die mehr als einen

Punkt erhalten hat.

Analyse der Schwachstellen der Kategorie (2)Ein Damm ist eine künstliche Materialaufschüttung längs eines Fliessgewässers, die das dahin-

ter liegende Land vor Überschwemmungen schützen soll (BWG 2003). Im vorliegenden Projekt

wurden alle Dämme aus Lockermaterial in Betracht gezogen, die sich aus der Ebene erheben

und deshalb bei Hochwasser einem Bruch unterliegen können. Aufgrund der Analyse der

historischen Hochwasserereignisse an den durch Dämmen regulierten Gewässern in Südtirol,

und insbesondere an der Etsch, ist hervorgegangen, dass die meisten Dammbrüche durch den

hydrostatischen Druck des Flusses verursacht worden sind, weit vor dem Erreichen des maxi-

malen Wasserstandes des Hochwassers. Es scheint somit unrealistisch, nur jene Querschnitte

als Schwachstellen zu betrachten, die eine ungenügende Abflusskapazität besitzen. Deshalb

war es notwendig, die Bedingungen für die Standsicherheit eines Dammes zu untersuchen, um

zu bestimmen, welche Abschnitte die größte Wahrscheinlichkeit eines Bruches aufweisen.

Die grundlegenden Schadensgründe an Dämmen werden unten kurz erläutert und sind:

Überströmung ß

Sickerröhrenbildung ß

hydraulischer Grundbruch ß

Rutschung ß

Erosion ß

Die Überströmung kann verschiedene Ursachen aufweisen. Hauptsächlich sind das die Über-

schreitung des vorgesehenen Maximalabflusses, die Unterschätzung der Rauhigkeit der Bet-

toberfläche in der Planungsphase oder die Steigerung derselben aufgrund eines übermäßi-

gen Bewuchses im Gerinne. Weitere Gründe sind Setzungen oder Absenkungsvorgänge des

Erdkörpers, sowie die Bodensättigung oder die Böschungsrutschung am Dammkörper. In der

Regel erleiden überströmte Dämme eine progressive Erosion der Krone, die zur Öffnung be-

deutender Dammbreschen führt, da es während des Erosionsprozesses zu einer fortschreiten-

den Verbreitung der Bresche selbst kommt.

Die potenziellen Überströmungsstellen wurden in diesem Projekt aufgrund der Analyse der

Schwachstellen der Kategorie (1) bestimmt. Sie wurden jedoch in der Analyse der Dammbruch-

S. 55


stellen der Kategorie (2) nicht mehr untersucht, da man annahm, dass jedes Überströmungs-

ereignis auch zum Dammbruch führt. Statistisch ausgedrückt bedeutet dies eine 100%-ige

Wahrscheinlichkeit, dass ein überströmter Damm auch bricht. Die Schwachstellenanalyse für

die Kategorie (2) beschränkte sich somit auf jene Phänomene, die zu einem Versagen des Dam-

mes führen können, bevor es zur Überströmung kommt.

Die Sickerröhrenbildung besteht aus der Erosion von Lockermaterial in Bereichen, in denen die

Sickerströmung im Dammkörper und in der tragenden Bodenschicht an die Oberfläche austritt.

Der Austritt wird vom starken Druck des senkrecht aufsteigenden Wassers verursacht, dem sich

das Bodengefüge nicht entgegensetzen kann. Das Risiko eines hydraulischen Grundbruches

zeigt sich mit dem Erscheinen von Qualmtrichtern. Tritt das Wasser dabei klar aus, so ist noch

keine Sickerröhrenbildung im Gange, was dagegen der Fall ist, wenn das Wasser getrübt ist.

Die Sickerröhrenbildung kann durch Baumwurzeln begünstigt werden. Eine weitere, schwer-

wiegende Gefahr stellen unterirdische Tierhöhlen oder -nester dar, welche die Ursache für das

Phänomen darstellen können. Der starke Bodenabtrag durch die Sickerröhren (insbesondere

im Fundamentbereich) beeinträchtigt die Standsicherheit der Erddämme.

Ein hydraulischer Grundbruch tritt ein, wenn sich im gesättigten Dammkörper ein übermäßig

hoher Porenwasserdruck aufbaut. Ein unmittelbar bevorstehender hydraulischer Grundbruch

zeigt sich dadurch, dass der Damm am Fuß nachgibt. Das Phänomen ist bei lang anhaltenden

Hochwässern besonders schwerwiegend, da sich die Sickerströmung im Inneren des Dammes

vollständig ausbilden kann und sich der Erdkörper mit Wasser vollsaugt.

Das Rutschen einer Dammböschung kann von verschiedenen Ursachen ausgelöst werden, die

eine Uferdestabilisierung zur Folge haben. Ein Beispiel ist die verminderte Geschiebefracht der

Zubringer aufgrund von Sicherungsmaßnahmen an den kleineren Fließgewässern im Gebirge.

Diese führt zu einer fortschreitenden Eintiefung der Gewässersohlen im Tal und einem Mate-

rialabtrag am Fuße der Wasserseite des Dammes. Dadurch kann es zu einer Rutschung an der

flussseitigen Dammböschung kommen.

Der Abfluss innerhalb der Uferdämme fördert die Erosion der Uferböschungen, die im Laufe der

Zeit zur Abnahme der Standsicherheit der Dämme selbst führen kann. Diese Strukturen wer-

den deshalb durch die zuständigen Landesämter periodischen Instandhaltungsmaßnahmen

unterzogen. Ein ausreichend dichtes Vegetationsaufkommen schützt die Dammoberfläche vor

Erosion, indem sie die Fließgeschwindigkeit in diesem Bereich verringert.

Es ist nicht möglich, sehr ausgedehnte Dammsysteme, wie z.B. jenes der Etsch zwischen Meran

und Salurn (ca. 140 km Dammlänge), mittels eines geotechnischen, deterministischen Ansatzes

(Standsicherheitsanalyse) zu untersuchen. Dieser erfordert die Kenntnis der Bodenparameter,

die nur über kostspielige und zeitaufwendige Messungen und Bohrungen vor Ort erfasst wer-

den können. Aus diesem Grund wurde eine Methodik zur qualitativen Analyse und Bewertung

des Zustandes der Dämme entwickelt.

Qualitative Bewertung des Zustandes der Dämme Die Dammkörper wurden in 100 m lange Abschnitte unterteilt. Das zur Anwendung kommende

Verfahren sieht die Bewertung der Versagenswahrscheinlichkeit eines jeden Abschnitts mittels

eines Punktesystems vor. Dieses berücksichtigt folgende Makroeigenschaften der Dämme:

Vorkommen von Altarmen und deren Verlauf gegenüber dem heutigen Bett ß

Vorkommen von Qualmtrichtern in der Nähe des äußeren Dammfusses ß

Kurvenklassifikation ß

Klassifikation des Dammzustandes ß

Vorkommen von historischen Dammbrüchen ß

S. 56


Vorkommen von Altarmen und deren Verlauf gegenüber dem heutigen Bett (P): Die Altarme

entsprechen dem ehemaligen Verlauf der Fließgewässer, wurden jedoch im Zuge von Regu-

lierungsmaßnahmen und Begradigungen mit Erdmaterial aufgefüllt. In den meisten Fällen

handelt es sich um ehemalige Mäander. Die Dammkörper, die im Bereich eines Mäanderdurch-

stiches errichtet wurden, weisen in der Regel geringere Standsicherheitswerte auf, als solche,

die entlang der alten Flussläufe gebaut wurden. Grund dafür ist die schnellere Ausführungs-

geschwindigkeit dieser Dämme, die auf die Notwendigkeit beruht, das Gewässer während

des Baus umzuleiten. Außerdem stützen sich diese Dammabschnitte auf dem früheren losen

Sohlenmaterial, sodass die Sickerströmungen unterhalb des Dammes stärker als bei anderen

Dammabschnitten ausgeprägt sind. Es wurden folgende Arten von Altarmen unterschieden:

Einmündender Altarm: Die Strömung im Altarm ist gegenüber der heutigen Strömungsrich- ß

tung einmündend

Paralleler Altarm: Die Strömung im Altarm ist parallel zum heutigen Flusslauf ß

Abfließender Altarm: Die Strömung im Altarm ist gegenüber der heutigen Strömungsrichtung ß

abfließend

Aus der statistischen Analyse der historischen Dammbrüche an der Etsch ging hervor, dass der

abfließende Altarm die ungünstigste Situation für die Sicherheit der Dämme darstellt. Der pa-

rallele Altarm weist eine günstigere und der einmündende Altarm die günstigste Situation für

die Sicherheit der Dämme auf. Begründet wird dies mit der interstitialen Strömung, die heute

noch in den Altarmen vorkommt und ihrem Verlauf folgt. Ein abfließender Altarm begünstigt

den interstitialen Abfluss zum Umland hin (austretende Strömung), während ein einmünden-

der Altarm eher ein Hindernis für diese Strömung darstellt.

Abb. 2-24: Historische Dammbruchereignisse und Altarme an der Etsch. In den meisten Fällen erfolgten die Dammbrüche bei abfließenden oder parallelen Altarmen, wohingegen bei einmün-denden Altarmen dies seltener der Fall war.

Aufgrund dieser Überlegungen wurde folgende Punkteskala für den Verlauf von Altarmen ver-

wendet:

S. 57


Tab. 2-7: Punkteskala für den Verlauf von Altarmen

Die Erfassung der Altarme wurde aufgrund der folgenden kartografischen Unterlagen durch-

geführt: Orthofoto und historische Karten (Culturenskelettkarte von 1856 und Franziszeische

Landesaufnahme von 1820).

Vorkommen von Qualmtrichter in der Nähe des äußeren Dammfußes (F): Qualmtrichter wer-

den durch Sickerröhrenbildung an der Basis des Dammes verursacht und werden von einem

bedeutenden Materialabtrag begleitet. Es handelt sich um eine der Hauptursachen für das

Versagen von Dämmen. Die angewandte Punkteskala ist die folgende:

Tab. 2-8: Punkteskala für das Vorkommen von Qualmtrichtern

Qualmtrichter sind in der Datenbank der historischen Ereignisdokumentation beschrieben und

archiviert.

Kurvenklassifikation (C): Infolge der zentrifugalen Kraft neigt sich die freie Abflussoberfläche

quer zur Achse des Gerinnes. Im strömenden Zustand erfährt man eine Wasserstanderhöhung

an der Außenseite der Kurve und eine Senkung an der Innenseite. Aus diesem Grund wirkt an

der Kurvenaußenseite des Dammes ein verstärkter hydrodynamischer Druck, der sich aufgrund

des gebogenen Verlaufes und der lokalen Erhöhung des Wasserstandes ausbildet und dem

eine Erhöhung des hydrostatischen Drucks entspricht. Im Gegenteil erfährt der Damm an der

Innenseite eine Senkung des hydrodynamischen Drucks, die sich verbessernd auf die Standsi-

cherheit des Dammes selbst auswirkt. Folgende Punkteskala wurde verwendet, um die Form

des Flussverlaufes zu berücksichtigen:

Tab. 2-9: Punkteskala für die Form des Flussverlaufes

Klassifikation des Dammzustandes (S): Da es nicht möglich ist, das Erdmaterial, aus dem die

Dämme bestehen, geotechnisch zu kennzeichnen, sieht die vorliegende Methode vor, nur die

baulichen Elemente wie Gegendämme, Dichtungsschichten, Hochdruckinjektionskörper oder

Spundwände zu berücksichtigen. Diese Strukturen begünstigen die Standsicherheit des Dam-

mes.

Die Klassifikation wurde anhand folgender Daten vorgenommen:

S. 58


Vorkommen oder Fehlen von Gegendämmen, eventuell vorkommende Straßenkörper entlang ß

des Dammkörpers werden wie Gegendämme behandelt

Vorkommen oder Fehlen von Sicherungsbauten am Damm wie Spundwände, HDI-Körper, oder ß

gleichwertige Sicherungsbauten

Die vorgeschlagene Punkteskala ist die folgende:

Tab. 2-10: Punkteskala für die Klassifikation des Dammzustandes

Vorkommen historischer Dammbrüche (R): Das Auftreten von historischen Dammbrucher-

eignissen an einem Dammabschnitt zeigt zumindest auf qualitativer Ebene die Tendenz zum

Bruch auf. Die angewendete Punkteskala ist folgende:

Tab. 2-11: Punkteskala für das Vorkommen von historischen Dammbrüchen

Sind einmal die Punkte der Teilbereiche für jeden Dammabschnitt vergeben, so wird die Ge-

samtwertung Pg für jeden Bereich durch folgenden Algorithmus berechnet:

Pg = (R x S) + P + F + C (16)

Das Produkt R x S wurde im vorliegenden Bewertungssystem eingeführt, um zu berücksichti-

gen, dass Dämme nach einem Bruchereignis (R = 2) in der Regel nach Stand der Technik neu

gesichert werden, sodass sie sich häufig in einem „guten“ (S = 0) Zustand befinden, bei dem die

Standsicherheit gewährleistet ist.

Die folgende Tabelle führt einige Rechenbeispiele nach dem hier beschriebenen Verfahren an:

Tab. 2-12: Rechenbeispiele für das beschriebene Verfahren

Die Analyse des vorgebrachten Punktesystems wurde aufgrund einer Berechnung aller mög-

lichen Kombinationen der Werte für P, F, C, S und R durchgeführt. Insgesamt sind 108 Kom-

binationen möglich, wobei Pg zwischen 0 (schwache Versagenswahrscheinlichkeit) und 10

(ausgeprägte Versagenswahrscheinlichkeit) variiert. Die Grafik in Abbildung 2-25 stellt die

Häufigkeitsverteilung von Pg als Ergebnis aller möglichen Kombinationen dar. Die häufigsten

Ergebnisse erhält man in dem Wertebereich um Pg = 4 (ca. 20% der Bewertungen).

S. 59


Es wurden folgende Klassen der Versagenswahrscheinlichkeit definiert:

geringe Versagenswahrscheinlichkeit (SVW): ß 20 ≤≤ gP

mittlere Versagenswahrscheinlichkeit (MVW): ß 63 ≤≤ gP

hohe Versagenswahrscheinlichkeit (AVW): ß 107 ≤≤ gP

In Abbildung 2-26 sind die Häufigkeiten der drei Klassen wiedergegeben. Diese Wertintervalle

sind jeweils als Klassen mit „geringer“, „mittlerer“ und „hoher“ Versagenswahrscheinlichkeit

gekennzeichnet.

Abb. 2-25: Häufigkeitsverteilung der durch die Berechnung aller möglichen Wertekombinationen für P, C, F, S, R (108 Kombinationen) erhaltenen Ergebnisse

Abb. 2-26: Häufigkeiten der Klassen, die durch „geringe (SVW)“, „mittlere (MVW)“ und „hohe (AVW)“ Versagenswahrscheinlichkeit gekennzeichnet sind

S. 60


Durch die Anwendung des vorliegenden Verfahrens erhält man somit, wenn auch mittels qua-

litativer Kriterien, eine Klassifizierung der Versagenswahrscheinlichkeit. Es werden alle Damm-

abschnitte der Klasse AVW als Schwachstellen berücksichtigt.

2.4.2.2 Phase 2 – Abgrenzung der Überschwemmungsgebiete (-flächen)Für das Gebiet der Autonomen Provinz Bozen Südtirol sollte in Ergänzung zu den Gefahren-

hinweiskarten für die Prozesse Murgang und Übersarung eine Gefahrenhinweiskarte für den

Prozess Überflutung erstellt werden.

Ausgehend von der Schwachstellenanalyse wurden durch die Anwendung vereinfachter

numerischer Modelle die potenziellen Überschwemmungsflächen abgegrenzt. Jene Model-

le ermöglichen es, ausgehend von bestimmten Punkten, wie z.B. den Schwachpunkten, die

Ausbreitung der Überschwemmungen zu untersuchen. Für die Überschwemmungssimulation

werden zwei Modelle eingesetzt. Für steilere Gerinne (Gerinnegefälle > 3 %) kam das Überflu-

tungsmodell WGSIM von geo7 zum Einsatz. In den flacheren Gerinneabschnitten wurde das

Modell Floodarea der Firma Geomer eingesetzt. Die Modellansätze der beiden Überflutungs-

modelle werden im Folgenden kurz beschrieben:

WGSIM: Mit dem Modell WGSIM-dfwalk können Überflutungsflächen von größeren Bächen

und Flüssen simuliert werden, die sich in einem Gefällebereich > 3 % befinden. An definierten

Ausbruchstellen (Schwachstellen) wird eine Ausuferung simuliert. Potenzielle Ausbruchstellen

sind Brücken, Durchlässe, Eindolungen oder Gerinneabschnitte, deren Durchflussquerschnitt

nicht genügt. Für jede Ausbruchstelle entlang eines Gerinnes wird das hydrologische Einzugs-

gebiet berechnet. Dieser Parameter wird für die Abschätzung des Hochwasservolumens be-

nötigt. Die Abschätzung basiert auf einer leicht modifizierten HQ-Formel von Kölla. Aus dem

berechneten Hochwasservolumen wird das an der Ausbruchstelle austretende Wasservolu-

men berechnet. Diese Berechnung berücksichtigt das unterschiedliche Abflussverhalten von

Gerinnen mit unterschiedlicher Einzugsgebietsgröße. Ausgehend von den identifizierten Aus-

bruchsmöglichkeiten wird die Ausbreitung in der Fläche simuliert. Entscheidend ist dabei die

Fliessrichtung in der Ebene. Dazu wird ein multiple flowdirections Ansatz (MFD) verwendet. Mit

diesem Ansatz besteht die Möglichkeit, bei mehreren Nachfolgepixeln das Ausbreitungsver-

halten zu steuern. Zum einen wird festgelegt, ab welchem Gefälle eine Ausbreitung überhaupt

möglich ist (Grenzgefälle), zum anderen wird die Stärke der Ausbreitung festgelegt. An den

Ausbruchstellen wird eine Wasserhöhe definiert. Diese Wasserhöhe wird mit einem Abminde-

rungsfaktor und entsprechend der MFD anteilsmäßig an die Nachbarpixel weitergegeben, bis

entsprechend der gebietsspezifischen Abbruchkriterien die Ausbreitung abgebrochen wird.

FloodArea: Die Berechnung der Überschwemmungsbereiche basiert auf einem hydrodynami-

schen Ansatz. Betrachtet werden jeweils die 8 Nachbarn einer Rasterzelle. Das Abflussvolumen

zu den Nachbarn wird mit Hilfe der Fliessformel nach Manning-Strickler errechnet. Als Input für

die Überflutungsmodellierung erlaubt das Modell entweder die Wasserspiegellage im Gerinne

oder die Ganglinie an bestimmten Ausbruchstellen. Ausgehend von den Ausbruchstellen wird

in einem iterativen Verfahren die Neigung des Wasserspiegels berechnet. Die Wasserspiegelli-

nie in Richtung der größten Neigung geht als Gefälle in die Manning-Strickler-Formel ein. Die

errechnete Fliessgeschwindigkeit wird mit dem Fliessquerschnitt multipliziert und ergibt die

Austauschmenge für den aktuellen Rechenschritt. Nach jedem Rechenschritt wird die Volu-

menbilanz berechnet. FloodArea liefert nicht nur die Überflutungsfläche, sondern auch Infor-

mationen zur Überflutungstiefe.

Die Simulationen wurden auf einem digitalen Höhenmodell mit einer Auflösung von 10 Metern

durchgeführt. Eine Berechnung in der Originalauflösung würde die Rechenzeit vervielfachen

und die Resultate unterscheiden sich praktisch nicht, wie Tests gezeigt haben.

S. 61


2.4.3 ErgebnisseErgebnisse des Verfahrens sind die landesweite Darstellung von Schwachstellen an Flussab-

schnitten, an denen es aufgrund von Überflutung oder Dammbruch zu Überschwemmungen

kommen kann und die potenziellen Überschwemmungsflächen.

In Abbildung 2-27 ist die Karte der Schwachstellen für die Hauptgewässer der Talgebiete der

Provinz Bozen dargestellt. Die zuvor beschriebene Untersuchungsmethode wurde mit den

Ergebnissen einer detaillierten hydraulischen Modellierung der Etsch verglichen. Aus diesem

Vergleich geht hervor, dass die Schwachstellen mit den Überschwemmungspunkten mit einer

Wiederkehrdauer von über 200 Jahren übereinstimmen.

Abb. 2-27: Schwachstellen für Überschwemmung auf den Hauptgewässern in den Talgebieten Südtirols

Abbildung 2-28 beinhaltet die Karte für Überschwemmungsereignisse der Etsch zwischen

Gargazon und Terlan. Durch die Simulation von Dammbrüchen wurden ausgedehnte über-

schwemmbare Flächen errechnet, welche jedoch weitgehend mit den in historischen Ereig-

nissen dokumentierten und überlieferten Überschwemmungsflächen übereinstimmen. Die

historischen Ortskerne der Siedlungen, welche bekanntlich vor der Verbauung der Etsch und

somit in einer Zeit entstanden sind, in der Überschwemmungen häufig vorkamen, werden von

den überschwemmbaren Flächen nicht berührt. Dies kann als Bestätigung für die Zuverlässig-

keit der verwendeten Untersuchungsmethode gewertet werden.

S. 62


Abb. 2-28: Gefahrenhinweiskarte für Überschwemmungsgefahren an der Etsch im Bereich zwischen Gargazon und Terlan

2.4.4 Schlussfolgerungen und DiskussionDie Analyse der Schwachstellen stellt eine wesentliche Voraussetzung für die Definition von

Gefahrenszenarien und die Ausarbeitung der Gefahrenhinweiskarte für die Fließgewässer der

S. 63


Talgebiete und Talebenen dar. Die für die Bestimmung der Schwachstellen ausgearbeitete Me-

thode kam für das gesamte Landesgebiet zum Einsatz. Die Methode berücksichtigt die Wieder-

kehrdauer der Ereignisse nicht und stellt somit eine Momentaufnahme der Wasserschutzbau-

ten und Flussbetten dar. Es wurden alle Brücken ermittelt, welche Probleme mit dem Rückstau

oder der Verklausung mit Holz oder Sedimenten aufweisen.

Die Methode kam außerdem für die qualitative Analyse des Zustandes der Dämme der Etsch

im Abschnitt zwischen dem Zusammenfluss mit der Passer bis zur Provinzgrenze südlich von

Salurn zur Anwendung, um die Anfälligkeit der Dämme zu ermitteln.

Mit Hilfe der Methode wurde die Ausarbeitung der Gefahrenhinweiskarte für das gesamte Lan-

desgebiet möglich. Diese Karte steht im Maßstab 1:25.000 zur Verfügung und beinhaltet die

Schwachstellen und die Abgrenzung der potenziell überschwemmbaren Gebiete. Die Gefah-

renhinweiskarte bildet eine Grundlage für die Erstellung der Gefahrenzonenpläne in Südtirol,

da sie die nötigen Angaben für jene Bereiche wiedergibt, welche einer tiefgründigeren Unter-

suchung unterzogen werden müssen.

_2.5 Gefahrenhinweiskarte SturzprozesseClaudia Strada, Daniela Piacentini

2.5.1 EinführungSturzprozesse (Block- und Steinschlag) stellen aufgrund ihrer hohen Geschwindigkeit eine Ge-

fahr für Siedlungen und Infrastrukturen dar. Daher ist es wichtig, die räumliche Verbreitung

und eventuelle Überlagerungen mit menschlichen Aktivitäten zu analysieren und zu bewerten.

Stürze erfolgen durch die schwerkraftbedingten Prozesse des freien Falls, springend, rollend

und rutschend. Das den Sturzprozessen zugrunde liegende Prinzip ist, dass alle Blöcke, die auf

einem Hang in Bewegung geraten, in jedem Augenblick die maximale Effizienz der Bewegung

ausnützen. Die Sturzbahnen eines Blockes und die Art der Bewegungen während des Sturzes

bewirken einen sehr geringen Verlust der kinetischen Energie.

Es gibt verschiedene Ansätze für die Abgrenzung der potenziellen Sturzgebiete: empirische

(oder morphologische) Modelle und physikalische (oder kinematische) Modelle. Die empiri-

schen Modelle grenzen die Reichweite von Sturzprozessen auf der Basis von topografischen

Parametern und empirischen Formeln ab, die aufgrund statistischer Analysen von historischen

Sturzereignissen bestimmt wurden. Vertreter dieses Modelltyps sind die Zenitalmethoden,

welche von verschiedenen Autoren entwickelt wurden (beispielsweise Onofri & Candian 1979;

Heinimann et al. 1998; Jaboyedoff & Labiouse 2003). Die physikalischen Modelle hingegen er-

lauben die Berechnung der Reichweite von Sturzprozessen, indem sie die Physik der Bewegung

mit einigen nötigen Vereinfachungen berücksichtigen. Sie basieren auf verschiedenen Algo-

rithmen, welche die bestehenden Zusammenhänge zwischen der Art der Bewegung (Fallen,

Springen, Rollen und Rutschen), der Energie des Blockes und den topografischen Eigenschaf-

ten des Hanges beschreiben. Diese Simulationsmodelle haben trotz der begrenzten Anzahl an

Eingangsvariabeln und einer gewissen Zufälligkeit in der Festlegung der Bewegungsparameter

den Vorteil, dass sie das Verhalten der Massenbewegung rekonstruieren und die Sturzbahnen,

die Geschwindigkeit und die kinetische Energie der Sturzblöcke während des Sturzes bestim-

men. Alle Arten von Modellen, sowohl die zwei- als auch die dreidimensionalen, brauchen eine

Eichung zur Festlegung der Eingabeparameter. Die Werte für die Eingabeparameter können

durch in-situ Versuche, durch eine nachträgliche Eichung an dokumentierten Sturzereignissen

oder durch Wahrscheinlichkeitsberechnungen gewonnen werden.

S. 64


Die Auswahl des anzuwendenden Modells und die Anpassung der nötigen Parameter können

auf verschiedenen Detailebenen und in unterschiedlichem Maßstab erfolgen, je nach Zielset-

zung und Größe des zu untersuchenden Gebietes. Im Rahmen der Beurteilung von Sturzpro-

zessen im lokalen Maßstab (Gutachten) erfolgt die Berechnung der Energie in der Regel entlang

gutachterlich festgelegter Trajektorien. Diese Methode beschreibt die realen Sturzbahnen der

Blöcke allerdings unzureichend, sogar bei einer großen Anzahl an Profilen. Daher ist es nicht

möglich, eventuelle Abweichungen von der vorher festgelegten Sturzbahn zu berücksichtigen.

Außerdem wird nicht der gesamte Hang erfasst. Dadurch können mögliche Sturzbahnen aus-

geschlossen und somit die Gefahr unterschätzt werden. Für die flächendeckende Lokalisation

und Abgrenzung der Sturzprozesse im regionalen Maßstab sind die kommerziellen Simulati-

onsprogramme für Studien im lokalen Maßstab nicht geeignet. Aus diesem Grund wurde eine

neue Methode entwickelt, die den Anforderungen der Gefahrenbeurteilung im regionalen

Maßstab Rechnung trägt und die auf wenigen Eingabeparametern beruht.

2.5.2 MethodeDie im Rahmen von IHR angewandte Methode erlaubt eine Abgrenzung der potenziellen

Sturzbereiche im regionalen Maßstab auf der Basis des Pauschalgefälleansatzes. Dieser An-

satz basiert auf der Annahme, dass die Vernichtung der Energie proportional zur Länge der

Sturzbahn ist, im Verhältnis zur Höhendifferenz zwischen Abbruchpunkt und Haltepunkt. In der

numerischen Umsetzung dieses Ansatzes wurde das Konzept des „kegelförmigen Schattens“

verwendet, welcher ausgehend vom Sturzabbruchgebiet horizontal und vertikal jene Fläche

begrenzt, innerhalb der fast alle Blöcke zum Stillstand kommen. Dieser „kegelförmige Schat-

ten“ wird im Wesentlichen durch den vertikalen Winkel („viewshed“, Prinzip der „line of sight“

auf eine Fläche bezogen) oder den Winkel des Segmentes, in dem sich der Abbruchpunkt und

der Haltepunkt befinden, bestimmt. Im dreidimensionalen Raum wird er vom horizontalen

Winkel oder von der Winkelabweichung zur größten Hangneigung bestimmt. Über diese Art

Modell gibt es zahlreiche Literatur (z.B. Heinimann et al. 1998). Im Rahmen der Erstellung der

Gefahrenhinweiskarte für Sturzprozesse wurde das Verfahren nach Heinimann et al. (1998) an

die speziellen Anforderungen des zu untersuchenden Gebietes angepasst und für eine flä-

chendeckende Anwendung und Realisierung in einem GIS modifiziert. Die Berechnung kann in

folgende Schritte gegliedert werden:

Ermittlung der potenziellen Abbruchgebiete ß

Ermittlung der potenziellen Sturzbereiche ß

2.5.2.1 Ermittlung der potenziellen AbbruchgebieteDa es nicht möglich war, in einem großen Gebiet detailliert Diskontinuitäten zu kartieren und/

oder eine gezielte Analyse der lokalen Bruchkinematik durchzuführen, wurde auf verschiedene

Kriterien zurückgegriffen, um flächendeckend und automatisiert die potenziellen Abbruchge-

biete auszuwählen. Es wurden die folgenden Informationen für die Ableitung der potenziellen

Abbruchgebiete verwendet:

Bodennutzung ß

Hangneigung ß

Die Bodennutzung wurde in Bodennutzungsklassen mit unterschiedlicher Anfälligkeit für das

Abbrechen von Blöcken unterteilt. Die Bodennutzungsklassen Gebüsch, Wald, Schutt und Fels

weisen die höchste Häufigkeit für Sturzprozesse auf. Dabei wurde die Karte der wald- und wei-

dewirtschaftlichen Realnutzung in folgende Klassen unterteilt:

S. 65


Tab. 2-13: Kategorien der Bodennutzung

Der kritische Hangneigungswinkel, bei welchem Stürze ausgelöst werden können, wurde auf-

grund von Analysen in Testgebieten in Übereinstimmung mit den von verschiedenen Autoren

vorgeschlagenen Werten bestimmt. Hangneigungen über 33° (Heinimann et al. 1998) und

zwischen 40° und 45° (Jaboyedoff e Labiouse 2003) wurden eingehend geprüft. Ein Vergleich

der gewonnenen Ergebnisse mit realen Felswänden, von welchen Steinschlagphänomene aus-

gehen, hat gezeigt, dass das Kriterium einer Hangneigung über 33° sehr zuverlässig ist und die

Realität widerspiegelt.

In einer ersten Phase wurde auch die Möglichkeit in Betracht gezogen, die Lithologie mit ihren

geomechanischen Eigenschaften und dem Zerlegungsgrad als dritten Parameter einzuführen.

Diese Information war allerdings nicht im geeigneten Maßstab für die gesamte Provinz ver-

fügbar. Der Fehler im Maßstab hätte das Ergebnis verschlechtert. In den Testgebieten wurde

ermittelt, dass die Verwendung von nur zwei Kriterien eine gute Annäherung an die Realität ge-

bracht hat. Es ist aber trotzdem die Tendenz gegeben, das Ausmaß der Flächen zu überschät-

zen (7%, was die Anzahl der möglichen Abbruchpunkte betrifft), aber es herrscht eine gute

Übereinstimmung zwischen den tatsächlich kritischen Gebieten und den vorgeschlagenen. Die

Überschätzung wird kleiner, je mehr die Hangneigung zunimmt; z.B. bei einer Hangneigung

von 10° ist eine Abnahme der Abbruchpunkte von 85% bis 30% (bezogen auf die gesamten

Abbruchpunkte), bei einer Hangneigung von über 33° ist eine Abnahme der Abbruchpunkte

von 24% bis 17% und bei einer Hangneigung über 45° ist eine Abnahme zwischen 12% und

10% zu beobachten.

Hänge mit einer Neigung > 33° wurden in zwei Hangneigungsklassen eingeteilt: eine Klasse

mittlerer Steilheit mit Neigungen zwischen 33° und 45° und eine Klasse großer Steilheit mit

Neigungen zwischen 45° und 90°. Die daraus erhaltenen Bereiche wurden in Abbruchpunkte

umgewandelt (mit einem Abstand entsprechend der Auflösung des digitalen Höhenmodells,

DEM); diesen Punkten wurde die Steilheit des Hanges zugewiesen (unterteilt in Pixel), um die

Berechnung der möglichen Ausbreitung zu erleichtern.

2.5.2.2 Ermittlung der potenziellen SturzbereicheDie potenziellen Ausbreitungsgebiete von Sturzprozessen wurden ausgehend von den po-

tenziellen Abbruchpunkten durch die Verwendung der dreidimensionalen Zenitalmethode

S. 66


bestimmt. Um die für die Bestimmung der Trajektorien verwendeten Winkel zu überprüfen,

wurden zahlreiche Simulationen in Testgebieten durchgeführt. Der Wert des vertikalen Winkels

( ) kann durch folgende Gleichung abgeschätzt werden:

= arctag (H/L) (1)

wobei

H … Höhendifferenz zwischen Abbruchpunkt und Haltepunkt

L … maximal zurückgelegte Strecke

Verschiedene Autoren haben basierend auf statistischen Parametern aus historischen Stein-

schlägen folgende vertikale Winkel vorgeschlagen:

Onofri und Candian (1979): 27°, 41° ß

Toppe (1987): 32° ß

Heinimann et al. (1998): 33°-37° ß

Focardi und Iotti (2001): 27°-29° ß

Jaboyedoff und Labiouse (2003): 33° ß

Corominas et al. (2003): 26° - 54° ß

Die niedrigen Winkel von 27,15° und 33°, welche von Onofri und Candian (1979) und von

Heinimann et al. (1998) vorgeschlagen wurden, wurden überprüft. Die Überprüfung zeigte,

dass der Wert von 27,15° im Vergleich zu den im Gelände kartierten Sturzgebieten weitgehend

überschätzt ist. Der minimale Schwellenwert von 33° gleicht sich am besten an die Besonder-

heiten der untersuchten Gebiete an. Nach Heinimann et al. (1998) können in Abhängigkeit

von der Bodennutzung, den geschätzten Dimensionen der möglichen Abbrüche, sowie auch

von der Mächtigkeit des Bodens und der Regelmäßigkeit des Profils drei verschiedene Winkel

unterschieden werden. Bei der Berechnung der Sturzgebiete wurden die Trajektorien durch

Winkel definiert, gemessen an der Horizontlinie. Diese Winkel variieren von 33° (schlechteste

Bedingungen: Bodennutzungskategorie, welche Blöcke leicht passieren lässt) bis zu den drei

verschiedenen Hangneigungsklassen:

33° - 35° ß

35° - 37° ß

> 37° ß

Tab. 2-14: Größe

S. 67


Da die Winkel aufgrund morphologischer Gegebenheiten überschätzt waren (hohe subvertika-

le Felswände oberhalb von schmalen Wällen oder Verflachungen), wurden zahlreiche Fälle im

Detail analysiert, um eine Reihe von Kriterien aufzustellen, welche eine kritische Interpretation

der Ergebnisse ermöglichen und die praktische Anwendung optimieren.

Es wurden drei mögliche Szenarien der Berechnung der Reichweite von Sturzprozessen unter-

schieden, ausgehend von der Korngröße des beteiligten Materials:

Fall 1: Material weniger als 0,5 m im Durchmesser mit drei möglichen Ausbreitungsstreifen

(33°- 35°, 35°-37°, 37°-Neigung des Hanges)

Fall 2: Material mit einem mittleren Durchmesser zwischen 0,5 m und 2 m und zwei möglichen

Ausbreitungsstreifen (33°-35°, 35°-Neigung des Hanges)

Fall 3: Material mit einem mittleren Durchmesser größer als 2 m mit einem einzigen möglichen

Ausbreitungsstreifen (33°-Neigung des Hanges)

Die flächendeckende Anwendung der Zenitalmethode erforderte die Berücksichtigung von

möglichen Abweichungen der Sturzbahn von der idealen Falllinie. Aufgrund der Analyse

historischer Felsstürze (Steinschläge) wurde beschlossen, im Rahmen der Erstellung der Ge-

fahrenhinweiskarte für Sturzprozesse eine mögliche Abweichung von +/- 15° von der Falllinie

anzunehmen. Damit können ausreichend repräsentative Kegel berechnet werden, ohne das

Phänomen der seitlichen Abweichung von der Falllinie überzubewerten.

Die Ausarbeitung der Daten und die Erstellung der Trajektorien wurde durch die Erweiterung

Spatial Analyst der Software ArcGis 8.3, besonders durch die Funktion „viewshed“, realisiert.

Diese Funktion erlaubt es, ausgehend von spezifischen Abbruchpunkten, ein von einem oder

mehreren Punkten sichtbares Raster zu berechnen, abhängig von den vorher festgelegten

Winkeln.

Abb. 2-29: Grafische Darstellung der Methode zur Berechnung der potenziellen Sturzgebiete

Um die Richtigkeit dieser empirischen Methode zu überprüfen, wurden die Ergebnisse aus den

Simulationen direkt im Gelände nachgeprüft, indem die zu erwartenden Sturzweiten mit den

tatsächlich vorhandenen Ablagerungen von Sturzmaterial am Fuße von ausgewählten Fels-

wänden verglichen wurden. Zusätzlich wurden Ausschnitte aus der Gefahrenhinweiskarte für

S. 68


Sturzprozesse mit den Ergebnissen von physikalisch-kinematische Modellen (z.B. Programm

Rotomap, Geo&Soft) verglichen.

2.5.3 ErgebnisseErgebnis des Verfahrens ist eine Gefahrenhinweiskarte für Sturzprozesse. Diese ist zusammen-

gesetzt aus den potenziellen Abbruchgebieten, aus den Sturzbahnen von Blöcken mit einem

Durchmesser bis 0,5 m, aus den Sturzbahnen von Blöcken mit einem Durchmesser zwischen

0,5 und 2 m und den Sturzbahnen von Blöcken mit einem Durchmesser von über 2 m.

Abb. 2-30: Gefahrenhinweiskarte für Sturzprozesse, Kartenausschnitt bei Wolkenstein

2.5.4 Schlussfolgerungen und DiskussionDas Verfahren erlaubt eine einfache und zeitsparende Bearbeitung größerer Gebiete. Die

angewandte Methode hat einerseits den Vorzug, dass sie auf einer begrenzten Anzahl von

Eingangsdaten beruht, welche flächendeckend verfügbar sind (DEM und Bodennutzung), an-

dererseits ist sie weitgehend von der Definition und Gültigkeit dieser Daten beeinflusst. Die

Untersuchungen wurden anhand eines digitalen Geländemodells mit einer Auflösung von 20

m durchgeführt, was die Genauigkeit der Analyse selbst um mindestens ± 20m beeinflusst, so-

S. 69


wohl was die Auswahl der möglichen Abbruchpunkte als auch die Abgrenzung der möglichen

Ausbreitungszonen betrifft. Auch wenn die Verwendung eines DEM mit einer solchen Auflö-

sung kleinräumige morphologische Veränderungen nicht ermöglicht und dadurch lokale Un-

genauigkeiten verursacht werden, konnte eine kosteneffiziente Abgrenzung der potenziellen

Sturzbereiche im regionalen Maßstab durchgeführt werden, welche den Genauigkeitsansprü-

chen genügt. Die Verwendung eines hochauflösenderen DEM ermöglicht zwar eine genauere

morphologische Abbildung der Sturzbahnen, führt aber außer zu längeren Rechenzeiten zu

einem zu hohen Detaillierungsgrad für diesen Untersuchungsmaßstab und macht es nötig, der

Analyse eine größere Anzahl an Eingabeparametern zugrunde zu legen. Die aus der Verwen-

dung von verschiedenen DEM erhaltenen Daten haben gezeigt, dass je höher aufgelöst das

DEM ist, umso mehr sind die nach der empirischen Methode ausgewählten Abbruchpunkte im

Vergleich zu den realen Abbruchpunkten überschätzt. Wenn, basierend auf dem DEM mit einer

Auflösung von 20 m, die Anwendung des empirischen Modells zu einer wesentlichen Abgren-

zung von Felswänden mit möglichen Abbrüchen (Überschätzung von 7% bei einer Steilheit

von 33°) führt, so hat man bei der Verwendung eines höher auflösenden DEM bei einer Hang-

neigung von 33° eine Überschätzung von 15%. Daraus entsteht die Notwendigkeit, die geologi-

schen Eigenheiten des zu untersuchenden Gebietes zu berücksichtigen und ausschließlich die

Lithologien zu untersuchen, welche aufgrund ihrer lithotechnischen Eigenheiten und dem Zer-

legungsgrad Stürze hervorrufen können. Dies kann wiederum die Anwendbarkeit der Methode

im regionalen Maßstab verringern. Außerdem wurde festgestellt, dass eine höhere Auflösung

des DEM zwar die Genauigkeit bei der Festlegung der Gebiete mit möglicher Ausbreitung von

Stürzen beeinflusst, die Ergebnisse der Analyse aber nicht wesentlich verbessert.

Die Eingangsdaten, welche aus der Bodennutzungskarte gewonnen werden, haben für die

Auswahl der möglichen Abbruchgebiete fundamentale Bedeutung. Daraus folgt, dass die

Genauigkeit der Eingangsdaten wesentlich die Abgrenzung jener Abbruchpunkte beeinflusst,

welche als Basis für die Zenitalanalyse verwendet werden.

Nachher durchgeführte Untersuchungen haben eine Überprüfung der Genauigkeit des Mo-

dells erlaubt. Es hat sich herausgestellt, dass bei der Verwendung eines DEM mit einer Auflö-

sung von 20 m die durch die Zenitalmethode erhaltenen Daten nur um ca. 10% überschätzt

waren im Vergleich zu jenen, welche man mit physikalischen Methoden erhält (z.B. Rotomap;

Geo&Soft) und um 38% im Vergleich zu den effektiv im Gelände kartierten Blöcke. Berücksich-

tigt man allerdings die mit der Auflösung des Ausgangs-DEM verbundenen Grenzen von ±

20 m, kann man schließen, dass die Zenitalmethode die zu erwartenden Resultate um ca. 20%

überschätzt. Außergewöhnliche Überschätzungen wurden dort erhalten, wo mächtige subver-

tikale Felswände oberhalb von Verflachungen vorkommen. In diesem speziellen Fall nahm der

Streifen mit der maximalen möglichen Ausbreitung von Stürzen um 30% gegenüber der realen

Situation zu.

Diese Ergebnisse stammen aus durchgeführten Analysen, wobei die Ausbreitungsstreifen der

Klasse 37°-90° berücksichtigt wurden, da diese als die Kategorie mit größter Wahrscheinlichkeit

von Sturzprozessen gilt. Daher wurde abgeleitet, dass die Streifen 33° und 35° sehr ungünstige

Bedingungen darstellen, welche nur in seltenen Fällen zutrifft.

Das empirische Modell stellt, wenn auch mit einigen Einschränkungen, eine gültige Lösung für

die Erstellung einer Gefahrenhinweiskarte für Sturzprozesse im regionalen Maßstab dar (großes

Gebiet, 1:25.000). Für raumplanerische Aspekte in Gebieten mit schadensanfälligen Objekten

müssen zusätzliche detaillierte Untersuchungen im lokalen Maßstab durchgeführt werden, um

eine genaue Beurteilung der Problematik zu ermöglichen.

Die Auswahl des Zugehörigkeitsstreifens durch den Benutzer dieser Karte für weitergehende

Analysen muss aufgrund der Verhältnisse in der Umgebung, der Vegetation am Fuße der Fels-

S. 70


wand, der Mächtigkeit des Bodens und der topografischen Gegebenheiten getroffen werden.

Das Verfahren berücksichtigt nicht die vorhandenen Schutzbauten. Dies ist bei der Interpreta-

tion der Gefahrenhinweiskarte für Sturzprozesse zu berücksichtigen. Die durch das empirische

Modell bestimmten, potenziellen Ausbreitungsgebiete von Blöcken können im Hinblick auf

schadenanfällige Objekte betrachtet werden (Ortskerne und Straßen), welche im untersuchten

Gebiet vorkommen. Dies ermöglicht es, hervorzuheben, wie die Verteilung der effektiv sturzge-

fährdeten Gebiete ist, und welche Felswände einer genaueren Untersuchung zu unterziehen

sind. Diese Methode erlaubt es, eine Zonierung des Gebietes zu erhalten, welche sofort even-

tuelle Überlagerungen zwischen potenziellen Sturzbereichen und schadenanfälligen Zonen

bewertet. Die durch das Modell erhaltenen Karten stellen ein nützliches Instrument dar, um

Siedlungsbereiche auszuweisen, für welche Schutzmaßnahmen erforderlich sind.

Literatur

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629-638.

_2.6 Gefahrenhinweiskarte Schwemmholz-WildholzBruno Mazzorana, Andreas Zischg

2.6.1 EinführungDie letzten Murgangereignisse und Gebirgsflusshochwasserereignisse haben den deutlichen

Hinweis geliefert, dass mittransportiertes Schwemmholz im Bereich hydraulischer Schwach-

stellen, Brücken und anderen Einbauten das Gefahrenpotenzial erheblich steigern kann. Es ist

daher notwendig, bereits auf Hinweisebene, die Schwemmholz liefernden Wildbacheinzugs-

gebiete hinsichtlich der vom Schwemmholztransport ausgehenden Gefahr zu klassifizieren,

um die Gefahrenzonenplanung und die Projektierung von Schutzmaßnahmen zu optimieren.

In dieser Arbeit wird eine Methode zur Ermittlung des vom Schwemmholztransport ausgehen-

den Gefahrenpotenzials auf Hinweisebene vorgestellt und die Implementierung des Berech-

nungsalgorithmus in eine GIS-Umgebung näher beleuchtet.

In einem ersten Schritt wurden aus den vorhandenen Datenebenen zur Waldbedeckung,

Topografie, Hydrografie und Hydrologie Wildholz-liefernde Flächen identifiziert und jene aus-

gewählt, die das Gerinne wie ein Saum umgeben. Zudem wurden jene Waldflächen identifi-

S. 71


ziert, die im Einflussbereich von Hangmuren und Oberflächenrutschungen liegen und deren

Wirkungsbereich direkt mit dem Vorfluter zusammenhängt und diesem daher direkt nicht nur

Geschiebe, sondern auch transportierbares Schwemmholz liefern. In einem weiteren Schritt

quantifiziert ein Indikator die Schwemmholztransportkapazität des Gerinnes aufgrund ein-

deutiger topografischer Parameter. Die Ergebnisse wurden anhand eingetretener Ereignisse

und Bachbegehungen auf deren Plausibilität hin überprüft. Die Kenntnis über die Gefahr durch

Schwemmholz nimmt mit einer gesamtheitlichen Schutzwaldbewirtschaftung Eingang in den

Forstplanungsprozess.

2.6.2 MethodeDas Kernstück der Methode ist die GIS-basierte Identifikation der Schwemmholz liefernden Flä-

chen. Das Modell berücksichtigt, auf das Wesentliche vereinfacht, die involvierten Prozesse am

Hang und im Gerinne, sowohl die Schwemmholzproduktion, als auch die Transportbereitschaft

im Gerinne. Die wesentlichen Produktionsprozesse spielen sich sowohl am Hang, als auch im

unmittelbaren Gerinnebereich ab.

2.6.2.1 Klassifikation der Schwemmholz liefernden FlächenDie Hangflächen wurden aus der Sicht der Wildholz / Schwemmholzproduktion festgelegt.

a) AWB-Flächen („active wood buffer“): Dies ist der unmittelbare Waldsaum, welcher das

Gerinne umgibt. Fallende Bäume gelangen direkt ins Gerinne und sind wesentlich an den

geomorphologischen Prozessen beteiligt. In der englischsprachigen Literatur sind die aus dem

AWB-Bereich stammenden Holzablagerungen als „autochtone jams“ (z.B. Stämme vor Ort) be-

kannt. An sich wird die Sohle durch diese Holzeinträge bis zu einem Hochwasser bestimmter

Häufigkeit stabilisiert, ab einer gewissen Intensität jedoch folgen Mobilisierungsvorgänge.

b) RWB-Flächen („recharging wood buffer“): Dieser bewaldete Saum schließt direkt an die

AWB-Flächen nach außen hin an. Fallende Bäume erreichen nicht direkt das Gerinne, sie kön-

nen jedoch weitere Bäume aus den AWB-Flächen mitreißen oder unter besonders steilen Ge-

ländebedingungen ins Gerinne gelangen.

Die Parameter, welche die Breite des AWB- und RWB-Saumes bestimmen, sind einerseits

wesentliche Bestimmungsgrößen des Waldbestandes, andererseits geländemorphologische

Größen. Die Autonome Provinz Bozen – Südtirol verfügt über eine georeferenzierte Karte der

Waldtypen, die über weite Landesteile verfügbar ist. Die Bestandesgröße, die gut mit dem

Waldvorrat korreliert, ist die potenzielle Baumhöhe. Der Geländeeinfluss wird über die Gelän-

deneigung modelliert.

c) PRP-Flächen („preferential recruitment paths“): Es sind im Wesentlichen Hangmuren -

Prozesstrajektorien und steile Gerinne in bewaldeten Gebieten, welche bis ins Hauptgerinne

reichen. Hier begünstigt der Hangprozess selbst den Wildholztransport bis ans Gerinne, auch

aus Entfernungen welche die Breite des AWB- und RWB-Saumes übersteigen. Die Identifikation

dieser Trajektorien erfolgt auf der Basis folgender Datenebenen: Gefahrenhinweiskarte Mur-

gang und Übersarung, Ereignisdokumentation der Abteilung Wasserschutzbauten (ED30).

d) PCA-Flächen („preferential contributing areas“): Es sind Flächen potenzieller Oberflächen-

rutschungen („shallow landslides“) in bewaldeten und an das Gerinne angrenzenden Hangbe-

reichen. Zur Identifikation dieser instabilen Zonen können Modelle wie SHALSTAB (Montgo-

mery & Dietrich 1994) oder SINMAP (Pack et al. 1998) herangezogen werden, um zusätzlich zu

den bekannten Rutschflächen auch die potenziell aktiven zu berücksichtigen. Um der Tatsache

gerecht zu werden, dass die PRP- und PCA-Flächen als besonders wirksame Wildholz liefernde

Flächen einzustufen sind, werden sie PARA-Flächen („particularily active recruitment areas“)

genannt. Folgende Abbildung zeigt schematisch die Abläufe am Hang:

S. 72


Abb. 2-31: Schematische Darstellung der Typen von Schwemmholz liefernden Flächen

e) Die Baum- und Strauchvegetation, welche direkt der Schleppkraft des Wassers oder des

Wasser-Feststoffgemisches im Extremereignisfall ausgesetzt ist bzw. durch Seiten- und Tiefen-

erosion mitgerissen wird, bedarf im Modell einer besonderen Berücksichtigung. Diese Bereiche

werden im Falle eines Wildbaches als TIZ-Flächen („torrent influence zones“) und im Falle der

Gebirgsflüsse als RIZ-Flächen („river influence zones“) bezeichnet.

2.6.2.2 Berechnungsablaufa) Berechnung der Breiten der AWB- und des RWB-Saumes: Die Breiten des AWB- und des

RWB-Saumes werden wie folgt berechnet:

für Hangneigungen kleiner als 10%

rAWB hw = (1)

wAWB… Breite des AWB- Saumes (engl. „width of AWB- buffer“)

hr … potenzielle Baumhöhe (engl. „reference tree height“)

für Hangneigungen größer als 10%:

( )[ ] Gihw hsrAWB ⋅+= 1 (2)

wAWB… Breite des AWB- Saumes ( „width of AWB- buffer“)

hr … potenzielle Baumhöhe („reference tree height“)

ihs … Hangneigung

G … Koeffizient zur Mitberücksichtigung besonderer Einflussfaktoren wie Windwurfanfälligkeit

oder hohe Waldsterblichkeit (G = 1 auf Hinweisebene)

Die Berechnung der Breite des RWB-Saumes erfolgt analog zur Berechnung der Breite des

AWB-Saumes, folglich:

S. 73


( )[ ] 21 ⋅⋅+= Gihw hsrRWB (3)

b) Berechnung der Breiten der PRP-Flächen: Bei vorhandener Gefahrenhinweiskarte zu den

Prozessen Murgang und Übersarung wurden diese Flächen, falls sie bewaldete Hangbereiche

durchstreifen, für die Berechnung der PRP-Flächen verwendet. Diese Information kann bei Be-

darf mit den kartierten Prozessflächen aus der Ereignisdokumentation verdichtet werden.

c) Berechnung der PCA-Flächen: Im Prinzip beruht die Identifikation der PCA Flächen auf ei-

ner GIS-basierten Hangstabilitätsberechnung vom Ansatz SHALSTAB, welcher ausgehend von

geländespezifischen Parametern und Kennwerten wichtiger Bodeneigenschaften und Nieder-

schlagsintensitäten stabile, bedingt stabile und instabile Bereiche am Hang identifiziert. Die

instabilen Bereiche im bewaldeten Gebiet, die an die TIZ- oder RIZ-Flächen angrenzen, wurden

als relevante PCA-Flächen ausgewiesen.

d) Berechnung der PARA-Flächen: Diese Flächen ergaben sich aus der Vereinigung der PRP-

und PCA-Flächen.

e) Bestimmung der TIZ- oder RIZ-Flächen: Die TIZ- oder RIZ-Flächen wurden in diesem Projekt

auf Basis der Gefahrenhinweiskarten für die Prozesse Murgang und Übersarung ausgeschieden.

Die Transit- und Ablagerungsbereiche dieser Prozesse im Hauptgerinne bilden die TIZ- oder

RIZ-Flächen. Eine detaillierte Bestimmung dieser Wildbach- oder Gebirgsflusseinflussbereiche

kann über zweidimensionale hydrodynamische Simulationen erfolgen.

Folgende Abbildung zeigt die behandelten Bereiche:

Abb. 2-32: Schematische Darstellung der räumlichen Abgrenzung der Typen von Schwemmholz liefernden Flächen

2.6.2.3 BerechnungsalgorithmusAls erster Schritt wurden die Gerinnestrecken aus dem digitalen Geländemodell abgeleitet.

Nach den Formeln (1), (2) und (3) wurden längs dieser Gerinnestrecken die AWB- und RWB-

S. 74


Flächen ermittelt. Anschließend wurden die PARA-Flächen (PRP und PCA) sowie die RIZ-/ TIZ-

Flächen anhand der benötigten Datenebenen, auf die bereits eingegangen wurde, ermittelt.

Für jeden Kontrollpunkt (Pixel) entlang der Gerinnestrecken wurden die Wildholz / Schwemm-

holz liefernden Flächen mit folgendem Indikator erfasst:

( ) ( ) ( )irightileftirightileftirightileftihs PARAPARAcRWBRWBbAWBAWBaRA ,,,,,,, +⋅++⋅++⋅= (4)

RAhs, i… Wildholz/Schwemmholz liefernde, zum i-ten Kontrollpunkt gehörende Flächen am

Hang (orografisch rechts und links, „recruitment areas on hill slopes“)

Analog wird für die Schwemmholz liefernden Flächen im Gerinne vorgegangen:

( )itotitotiinstream RIZTIZdRA ,,, ∨⋅= (5)

RAinstream, i … Wildholz/Schwemmholz liefernde, zum i-ten Gerinneabschnitt gehörende

Flächen im Gerinne („instream recruitment areas“)

PARA-Flächen in den AWB- und RWB-Bereichen wurden höher gewichtet, bei überlagernden

Flächen wurde jeweils der höchste Koeffizient berücksichtigt. Die Koeffizienten a, b, c, d sind

Eichungsparameter für die Gewichtung der Flächen und sollten den regionalen Verhältnissen

angepasst werden. Eine qualitative Analyse der abgelaufenen Ereignisse (ED30) lässt vermuten

dass:

d > c > a > b

In Südtirol wurden für diese Koeffizienten folgende Werte angenommen:

d = 1; c = 0.7; a = 0.5; b = 0.2

Aufgrund der wenigen Aufzeichnungen über abgelagertesn bzw. transportiertes Schwemm-

holz sind diese Werte als erste Indikationen zu interpretieren. Die künftige Ereignisdokumen-

tation wird der präziseren Festlegung dieser Werte zweckdienlich sein. Die RAhs, i und RAinstream, i

sind an den i-ten Gerinneabschnitt gebunden und sind ein Indikator für das am i-ten Kontroll-

punkt abtransportierbare Schwemmholzvolumen.

Zum Schwemmholztransport durchgeführte Studien (Braudrick et al. 1997) ergaben, dass es

in Gebirgsflüssen oder Wildbächen mit geringer Längsneigung gewisser Fließtiefen (h ≥ 2dBHD)

und Gerinnebreiten (b ≥ LSchwemmholz) sowie nicht zu kleiner Krümmungsradien der Bach-

oder Flussachse bedarf, um das Schwemmholz über größere Distanzen transportieren zu kön-

nen. In stark Geschiebe führenden oder murfähigen Wildbächen mit erheblichem Längsgefälle

wird das Schwemmholz in das Wasser-Feststoffgemisch aufgenommen, zum Teil zerkleinert

und in Abwesenheit von Hindernissen bis zu den Ablagerungsgebieten der Gesteinsfeststoffe

weiterbefördert. Zur Beschreibung des Schwemmholztransportes auf Hinweisebene sind fol-

gende Größen relevant:

Q ß max … maximaler Abfluss an der Endsektion des Einzugsgebietes

slope ß i … mittleres Längsgefälle vom i-ten Gerinneabschnitt bis zur Endsektion

l ß rup, i … relative Länge der Fliessstrecke vom i-ten Gerinneabschnitt bis zum entferntesten Punkt

im Einzugsgebiet an der Wasserscheide

S. 75


Die Verhältniszahl lrup, i (relative Länge der Fliessstrecke vom i-ten Gerinneabschnitt bis zum

entferntesten Punkt im Einzugsgebiet an der Wasserscheide) teilt jedem Gerinneabschnitt, je

nach Lage im Einzugsgebiet einen bestimmten Anteil des maximalen Abflusses Qmax zu. Somit

wird man der Tatsache gerecht, dass nahe der Endsektion ein größerer Abfluss, d.h. mehr Trans-

portkapazität zur Verfügung steht, um das vorhandene Holz zu mobilisieren und weiterzube-

fördern. Sie berechnet sich wie folgt:

;1lmax

irup, l

li−= (6)

Es wurden folgende zwei Indikatoren zur Erfassung der potenziellen Schwemmholzgefahr auf

Hinweisebene berechnet:

Indikator 1:

( )instreamihsi

k

ii

tot

RARAslopeA

QTRAI ,,1

max1

+⋅⋅⋅= ∑= (7)

Indikator 2:

( )[ ]∑=

+⋅⋅⋅⋅=k

iinstreamihsiiirup

tot

RARAslopelA

QTRAI1

,,,max1

(8)

k … Anzahl der Kontrollpunkte

Atot … Einzugsgebietsfläche

TRAI … Schwemmholzindikator (engl. „total recruitment area indicator“)

Der Ausdruck

( )[ ]∑

=

+⋅⋅⋅k

iinstreamihsiiirup

tot

RARAslopelA 1

,,,1

erklärt die Schwemmholztransport-Prädisposition im betrachteten Wildbacheinzugsgebiet.

Der Abfluss Qmax quantifiziert bei gegebener Prädisposition den potenziellen Weitertransport.

2.6.2.4 Implementierung in ein GISDer im vorhergehenden Abschnitt vorgestellte Algorithmus ist in seiner Formulierung so

konzipiert, dass eine Implementierung, sei es in GIS-Umgebung, sei es in einer GIS-externen,

eigenständigen Anwendung grundsätzlich durchführbar ist. In dieser Arbeit wurde der ersten

Möglichkeit der Vorzug gegeben, da das Programm ArcGis 9.2 von ESRI mit dem Tool „Model-

Builder“ Funktionen bereitstellt, die für eine optimierte Implementierung sinnvoll genutzt wer-

den können. Die Entwicklungsumgebung, die eine Strukturierung des Programms vorwiegend

auf visuell-grafischer Art und Weise ermöglicht, unterstützte wesentlich die Programmierung

des Prototyps und die Sensitivitätsstudien für die Suche der optimalen Koeffizienten. Die Um-

setzung des Verfahrens erfolgte rasterbasiert. Der Indikator TRAI wurde in vorgegebenen Ein-

zugsgebieten für jede Zelle berechnet. Der Wert dieses Indikators an der Endsektion jedes der

vorgegebenen Wildbacheinzugsgebiete wurde dem Datensatz der Wildbacheinzugsgebiete

zugewiesen. Folgende Abbildung zeigt die Programmstruktur zur Ermittlung des TRAI Indika-

tors.

S. 76


Abb. 2-33: Programmstruktur des Verfahrens (vereinfacht)

Um über die Gefahrenhinweisebene hinaus den Schwemmholztransport detaillierter analysie-

ren zu können, stellt das Programm dem Benutzer folgende Möglichkeiten bereit:

a) Analysestufe Gefahrenhinweisebene: Das Regionalplanungsinstrument verwendet die in

den vorhergehenden Abschnitten vorgestellten Datensätze, welche entweder flächendeckend

bereits zum heutigen Zeitpunkt vorhanden sind oder es in absehbarer Zukunft sein werden. Der

Abfluss Q wird für das jeweils analysierte Einzugsgebiet auf Basis eines empirischen Ansatzes

zur Berechnung des hundertjährigen Abflusses auf Basis der Einzugsgebietsgröße bestimmt,

der konform mit den Abflussberechnungsmethoden ist, die für die Erstellung der Gefahrenhin-

weiskarte Murgang verwendet wurden.

b) Analysestufe Einzugsgebietsstudie: Im Prinzip können alle Inputdaten vom Benutzer defi-

niert werden, z.B. ein digitales Höhenmodell mit hoher Auflösung, Werte aus hydrologischen

Berechnungen, modifizierte Datenebenen zur Waldbedeckung (potenzielle Baumhöhe, Flä-

chen mit unterschiedlichem Bedeckungsgrad) und andere Werte für die Koeffizienten a, b, c, d,

die aus vertieften Detailstudien hervorgehen. Diese Analysestufe wurde in einem VBA-Makro

umgesetzt.

S. 77


c) Weiterentwicklung des Programms: Die Möglichkeit der eigenständigen Weiterentwicklung

wird aufgrund des jungen Forschungsstadiums der Schwemmholzproblematik als ein zentraler

Punkt angesehen. Die einzelnen Module des Programms können ersetzt oder modifiziert wer-

den. Wird z.B. ein wahrscheinlichkeitstheoretischer Ansatz für den Wildholzeintrag ins Gerinne

sowie für die Mobilisierung und den Weitertransport des Schwemmholzes entwickelt, kann

das Hauptprogramm dementsprechend angepasst werden. Solche Ansätze sind derzeit an der

Abteilung Wasserschutzbauten in Entwicklung (Mazzorana 2007 in vebis).

2.6.2.5 ModelleichungDie Eichung des Modells ist aufgrund der Qualität und Quantität der Aufzeichnungen zu den

Schwemmholzvolumina, die während der Extremereignisse transportiert wurden, nur auf qua-

litativem Niveau sinnvoll möglich. Es wurde wie folgt vorgegangen:

a) Sammlung und Auswertung der Informationen zu den Ereignissen in den verschiedenen

Wildbacheinzugsgebieten: ED30, IFFI, Fotomaterial. Es wurden jene Wildbacheinzugsgebiete

selektiert, in denen mit Sicherheit der Schwemmholztransport eine relevante Rolle gespielt

hat.

b) Abschätzung der Wildholz oder Schwemmholz liefernden Flächen. Um eine übersichtliche

Begutachtung der Einzugsgebiete hinsichtlich der Schwemmholzproblematik zu erleichtern,

wurde folgendes Bewertungssystem entwickelt:

Einteilung der Fliesswege nach Strahler: Für jede Fliessstrecke (inklusive orografisch rechter und ß

linker Hang), deren Längsneigung über GIS-Funktionen erfassbar ist.

Für jede Fliessstrecke wird das in folgender Abbildung dargestellte Formular ausgefüllt ß

Abb. 2-34: Schema für die Bewertung der Schwemmholzproblematik in Wildbacheinzugsgebieten

S. 78


c) Iterative Anpassung der Koeffizienten, die für die Berechnung des TRAI Indikators verwendet

werden.

2.6.3 ErgebnisseErgebnis des Verfahrens ist die Klassifizierung der Wildbacheinzugsgebiete auf Basis der TRAI-

Indikatoren. Mit der Klassifikation der Einzugsgebiete kann auf die Relevanz der Schwemmholz-

lieferung und des Schwemmholztransportes bei der Gefahrenbeurteilung im lokalen Maßstab

hingewiesen werden.

Abb. 2-35: Vorläufige Klassifikation der Wildbacheinzugsgebiete nach dem TRAI-Indikator (Indikator 1)

2.6.4 Schlussfolgerungen und DiskussionDie vorgestellte Methodik und deren Implementierung in ein GIS-System zur Bewertung

der Schwemmholzgefahr auf Gefahrenhinweisebene sind nützliche Instrumente zur Identi-

fikation jener Einzugsgebiete in denen der Schwemmholztransport im Zusammenhang mit

anderen Wassergefahren die Gefahrensituation zuspitzen kann. Einzugsgebiete mit hohem

TRAI-Indikator sind hinsichtlich der Schwemmholzgefahr in einem zweiten Schritt genauer

zu analysieren, um entweder wirksame Schutzmassnahmen zu planen oder mit raumplane-

rischen Instrumenten das Schadenpotenzial zu vermindern. Hinsichtlich der Priorisierung von

Schutzmaβnahmen sind Aussagen zur Schwemmholzgefahr wichtig, um langfristig eine

Kostenoptimierung zu erreichen.

Literatur

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Proceedings of the 8th Congress of the International Association of Engineering Geology, Vancouver,

British Columbia, Canada 21-25 September 1998. Vancouver.

S. 79

R i s i k o a n a l y s e a u f r e g i o n a l e r M a ß s t a b s e b e n e - I H R E n d b e r i c h t

Zischg, A., Largiader, A. (2007): GIS-Applikation zur Berechnung der Schwemmholz liefernden Flächen

in Wildbacheinzugsgebieten. Projektbericht im Rahmen des Interreg IIIA-Projektes Italien-Schweiz

„Entwicklung und Anwendung eines Systems zur überregionalen Erkennung und Bewertung hydro-

geologischer Risiken“. Bozen.

_3 Risikoanalyse auf regionaler Maßstab-sebeneAndreas Zischg, Hanspeter Staffler, Sandro Gius

Die ursprünglichen Wurzeln der Risikobetrachtung finden sich in der Sicherheitswissenschaft,

die sich mit der Frage potenzieller Gefahren bei der Nutzung technischer Anlagen auseinan-

dersetzt (Kuhlmann 1981). Das Ziel der Sicherheitswissenschaft ist es, denkbare Schadenwir-

kungen so klein wie möglich oder zumindest innerhalb vorgeschriebener Grenzen zu halten.

Die ersten Schritte zur systematischen Beschäftigung mit Sicherheitsfragen gehen auf die An-

fänge der industriellen Revolution zu Beginn des 19. Jahrhunderts zurück. Die Automatisierung

industrieller Fertigungsprozesse erforderte Regulatorien, welche die Betriebssicherheit erhal-

ten und erhöhen sollten (Hollenstein 1997). Durch den mit der Industrialisierung einsetzenden

Fortschritt auf anderen Gebieten, wie der Petrochemie oder der Energieversorgung wurden

Sicherheitsfragen auch in diesen Bereichen relevant. Die historischen Sicherheitsüberlegungen

waren nicht Teil einer integralen Planung, wie sie in heutiger Zeit beispielsweise aus der Raum-

fahrttechnik nicht mehr wegzudenken ist, sondern umsetzungsorientierte Ansätze auf den

Stufen einzelner Komponenten (Hollenstein 1997). Eine wesentliche Erweiterung sicherheits-

wissenschaftlicher Überlegungen erfolgte erst Mitte des 20. Jahrhunderts, als die Technologien

immer aufwändiger wurden. Aus ökonomischen Gründen, aber auch aus dem gestiegenen Ge-

fahrenpotenzial technischer Anlagen heraus, musste die analytische Suche nach Schwachstel-

len in das sicherheitswissenschaftliche Konzept integriert werden. Das Hauptproblem dabei

war, dass während des Betriebs technischer Anlagen nicht mehr korrigierend in das System

eingegriffen werden konnte. Versagensursachen waren im Vorfeld zu erkennen und zu beseiti-

gen. Damit war die Entwicklung moderner Konzepte für Risikobetrachtungen eingeleitet.

Naturrisiken sind erst spät zum Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen geworden.

Die erste systematische Risikoanalyse wurde von Petak & Atkisson (1982) durchgeführt. In die-

ser Arbeit wird mit einfachen Annahmen und Modellen eine Prioritätenreihung bei der Maß-

nahmenplanung durchgeführt. In den letzten Jahren finden sich vermehrt Ansätze, Methoden

der Sicherheitswissenschaft auf Naturgefahrenprozesse zu übertragen. Die wichtigsten Arbei-

ten für den Bereich Naturgefahren und Raumplanung sind die von Varnes (1984), Hollenstein

(1995, 1997), Egli (1996), Heinimann et al. (1998) und Borter (1999). Ökonomische Ansätze der

Schadenbeurteilung finden sich in Arbeiten von Altwegg (1989), Bayerisches Landesamt für

Wasserwirtschaft (1981), Erdmann (1994), Worch (1996) und Wilhelm (1997).

Obwohl natürliche Systeme wesentlich komplexer als technische Anlagen sind, sie nur be-

dingt beeinflusst werden können und ihnen andere, zusätzliche Ursachen-Wirkungs-Gefüge

zugrunde liegen, bleibt das Ziel der Risikobetrachtung gleich. Die Problemstellung der Sicher-

heitsoptimierung lässt sich daher vergleichen und ermöglicht somit dasselbe Vorgehen wie bei

technischen Risiken (Berg et al. 1994, Hollenstein 1997).

Eine moderne integrative Risikobetrachtung verläuft im Wesentlichen in drei Arbeitsschritten.

Sie umfasst die Analyse, die Bewertung und das Management eines möglichen Risikos. Die

S. 80

I H R E n d b e r i c h t - R i s i k o a n a l y s e a u f r e g i o n a l e r M a ß s t a b s e b e n e

Risikoanalyse identifiziert mit wissenschaftlichen Methoden möglichst realitätsgetreu die Ein-

tretenswahrscheinlichkeiten konkreter Schadenfälle oder die Wahrscheinlichkeitsfunktionen

von Schadenausmaßen auf der Basis von Beobachtung, Modellierung oder Szenarienbildung

qualitativ und soweit möglich quantitativ. Sie beantwortet die Frage „Was kann passieren?“. Er-

gebnis einer Risikoanalyse sind Aussagen über Wahrscheinlichkeit oder Häufigkeit sowie Aus-

maß oder Intensität eines potenziell gefährlichen Prozesses. Die Risikobewertung beurteilt die

Bedeutung wahrgenommener Risiken anhand von Werten und Wertpräferenzen. Dabei wird

die Frage „Was darf passieren?“ beantwortet. Das Risikomanagement verbindet die Resultate

der Risikoanalyse mit den Vorgaben der Risikobewertung. Durch das Risikomanagement wer-

den Zielsetzungen, Handlungsbedarf und Maßnahmen zur Risikoreduktion und -regulierung

gesteuert.

Beim Vergleich bestehender Risiken mit akzeptierten oder akzeptablen Risiken sind teilweise

Sicherheitsdefizite zu erwarten. Traditioneller Lösungsansatz zur Deckung dieser Defizite ist die

Entwicklung eines Projekts mit baulichen Maßnahmen, dessen Auswirkung auf die Risikositu-

ation jedoch nicht optimiert wird. An diesem Punkt setzt das Risikomanagement an. Der ge-

samte theoretisch mögliche Handlungsspielraum mit allen Alternativen wird bei der Lösungs-

suche berücksichtigt (Fuchs et al. 2001). Bei der Problemlösung wird nicht ein einzelner Aspekt

singulär betrachtet (beispielsweise das Errichten einer Geschiebesperre zur Abwendung von

Überschwemmungsrisiken), sondern das gesamte System aus gefährlichen Prozessen und

Wertobjekten wird in die Entscheidungsfindung einbezogen (Hollenstein 1997, Heinimann et

al. 1998). Im Gegensatz zu einer traditionellen, rein umsetzungsorientierten Maßnahme sind

dabei alle Phasen und Wirkungen von Eingriffen zu untersuchen sowie eine Lösung zu entwer-

fen, die alle Aspekte optimiert. Explizit wird dabei im Sinne der Risikokommunikation auf eine

frühzeitige Einbeziehung der betroffenen Bevölkerung bei der Lösungssuche hingewiesen

(Keller-Lengen et al. 1998).

Eine erhebliche Verbesserung gegenüber der reinen Maßnahmenplanung kann durch das

Definieren von Zielsystemen erreicht werden. Hierbei wird zwischen drei Ebenen des Manage-

ments von Naturrisiken unterschieden (Hollenstein 1997):

Oberziele umschreiben den Gesamtprozess des Risikomanagements und definieren Sicher- ß

heitsvorgaben, die erreicht werden sollen.

Strategische Ziele geben Richtlinien im Sinne von Präferenzen oder Handlungsgrundsätzen für ß

die Umsetzung vor, legen aber keine materiellen Maßnahmen fest.

Operationelle Ziele enthalten messbare Vorgaben, wie Kosten, Zeit-, Flächen- oder Ressourcen- ß

verbrauch und liefern detaillierte Informationen über geplante Maßnahmen.

Die Risikoanalyse für Naturgefahren umfasst folgende vier Arbeitsschritte (Heinimann et al.

1998; Hollenstein 1997):

Zuerst wird das zu untersuchende System abgegrenzt und beschrieben. Hierbei sind detaillierte ß

Kenntnisse des untersuchten Objekts notwendig, da ein Rahmen für die Gültigkeit der Risiko-

analyse definiert wird.

Die anschließende Gefahrenbeurteilung besteht aus einer Gefahrenidentifikation und einer ß

Prozessabschätzung.

An die Gefahrenbeurteilung schließt sich eine Expositions- oder Schadenpotenzialanalyse an. ß

Hierbei werden Wertobjekte erfasst, auf welche die untersuchten gefährlichen Prozesse poten-

ziell einwirken können. Je nach verfügbaren Datengrundlagen und gewünschtem Detaillie-

rungsgrad kommen qualitative, semi-quantitative oder quantitative Methoden zum Einsatz.

Die abschließende Folgenanalyse ergibt das Endprodukt der Risikoanalyse. Mit den Daten ß

der Gefahrenbeurteilung und der Expositionsanalyse wird bestimmt, welche Schäden an den

S. 81


Wertobjekten durch Einwirkungen gefährlicher Prozesse mit welcher Wahrscheinlichkeit zu

erwarten sind.

Risiken können auf verschiedenen Ebenen untersucht werden. Der Begriff des Objektrisikos be-

zeichnet die Größe eines Risikos für ein definiertes Objekt. Das Objekt ist unter diesem Aspekt

die kleinste untersuchte Einheit einer Risikobetrachtung (beispielsweise ein Gebäude oder ein

gefährdeter Abschnitt einer Verkehrsachse). Das Individualrisiko wird vom Objektrisiko und

der Anzahl der sich in diesem Objekt aufhaltenden Personen abgeleitet. Das Kollektivrisiko

beschreibt die zu erwartenden Gesamtschäden eines Risikos für die Gesellschaft oder Teile der

Gesellschaft mit Hilfe der Summe aller Objektrisiken innerhalb einer kollektiven Einheit (Borter

1999).

Die in vorliegender Arbeit gewählte Betrachtungsebene und die in Kapitel 1 aufgezeigten

strategischen und operationellen Ziele erfordern eine Prioritätenreihung auf Gefahrenhinweis-

Ebene. Die flächendeckende Risikoanalyse im regionalen Maßstab auf der Basis von Gefah-

renhinweiskarten, die keine Angaben über die Eintretenswahrscheinlichkeit und Intensität

der Prozesse geben, und auf Basis von flächendeckend vorhandenen Datengrundlagen zum

Schadenpotenzial erlaubt keine detaillierte Folgenanalyse. Die Risikoanalyse auf regionaler

Maßstabsebene beschränkt sich aus diesem Grund auf die Expositions- und Schadenpoten-

zialanalyse.

Durch die Expositions- oder Schadenpotenzialanalyse wird die potenziell schadenrelevante

Einwirkung gefährlicher Prozesse auf Wertobjekte bestimmt. Sie wird deshalb auch Risikoer-

kennung genannt. Unberücksichtigt bleibt dabei die Schwere der zu erwartenden Schäden,

die erst in der Folgenanalyse bestimmt werden. Die potenziell gefährdeten Objekte werden

entsprechend ihres Schutzbedarfes zu größeren Gruppen zusammengefasst und direkt als

Messgrößen verwendet, was zu einem qualitativen Ergebnis führt. Für einen regionalen Über-

blick im Sinne einer Gefahrenhinweiskarte genügt eine Gliederung in Objektkategorien wie ge-

schlossene Siedlungen oder landwirtschaftlich genutzte Flächen, da der Arbeitsaufwand dem

Detaillierungsgrad des Zielmaßstabs angemessen bleiben muss. Die Objektkategorien werden

als flächenhafte, linien- und punktförmige Raumelemente in Karten dargestellt. Die Expositi-

onsanalyse kann nicht nur räumlich differenzieren, sondern ebenso die zeitliche Verteilung des

Schadenpotenzials berücksichtigen. So unterliegt beispielsweise in Gebirgsregionen, die von

einer starken touristischen Nutzung geprägt sind, die Anzahl der sich im Gefahrenraum befind-

lichen Personen und Sachwerte saisonalen Schwankungen (Keiler 2004, Fuchs et al. 2005, Keiler

et al. 2006). In diesem Projekt wurde der zeitliche Aspekt nicht berücksichtigt.

Das Ergebnis der im Rahmen der Plattform IHR durchgeführten Risikoanalyse auf regionaler

Maßstabsebene ist die flächendeckende Identifikation und Lokalisation (Abgrenzung) der von

Murgang-, Übersarungs-, Überschwemmungs- und Sturzprozessen gefährdeten Siedlungsbe-

reiche und Infrastruktureinrichtungen im Sinne einer Expositionsanalyse.

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_3.1 Schadenpotenzial-HinweiskarteAndreas Zischg, Elisabeth Berger, Diego Mantovani, Kathrin Lang, Pierpaolo Macconi

3.1.1 EinführungNach der Gefahrenbeurteilung ist die Überlagerung mit dem Schadenpotenzial der nächste

Schritt im Rahmen der Risikoerkennung. Basis für die Identifikation und Abgrenzung der von

Wassergefahren betroffenen wirtschaftlich bedeutenden Flächen ist die Erstellung einer Scha-

S. 83


denpotenzial-Hinweiskarte oder Karte der Schadenpotenzial-Kategorien (SPKAT). Diese Karte

unterteilt das Landesgebiet in verschiedene Klassen mit unterschiedlicher raumplanerischer

Relevanz auf Basis der bestehenden Datengrundlagen.

Nach den Richtlinien zur Erstellung der Gefahrenzonenpläne und zur Klassifizierung des spe-

zifischen Risikos (Autonome Provinz Bozen – Südtirol 2006) wird das Landesgebiet in Flächen

mit unterschiedlicher Bearbeitungstiefe im Rahmen der Erstellung von Gefahrenzonenplänen

eingeteilt. Damit sollen Prioritäten bei der Erstellung von Gefahrenzonenplänen gesetzt und

die vorhandenen Ressourcen so effizient wie möglich genutzt werden.

Da die oben genannten Richtlinien die Erstellung der Karte der Schadenpotenzial-Kategorien

als Basis für die Erstellung der Karte der Flächen mit unterschiedlicher Bearbeitungstiefe for-

dern, wurde im Rahmen von IHR die in den Richtlinien vorgegebene Methode umgesetzt. Da-

mit konnten die für die Gefahrenbeurteilung im lokalen Maßstab erforderlichen Grundlagen

bereitgestellt und Synergien zwischen beiden Projekten geschaffen werden.

3.1.2 MethodeDie Schadenpotenzial-Hinweiskarte oder Karte der Schadenpotenzial-Kategorien wurde nach

den Richtlinien zur Erstellung der Gefahrenzonenpläne und zur Klassifizierung des spezifischen

Risikos aus den Datensätzen der Bauleitpläne und der wald- und weidewirtschaftlichen Real-

nutzungskarte abgeleitet. Nach den oben genannten Richtlinien wurde das Gemeindegebiet

auf der Basis der Elemente des Bauleitplanes (BLP) und der wald- und weidewirtschaftlichen

Realnutzungskarte in die folgenden drei Kategorien eingeteilt:

Kategorie 3: Flächen mit starker Urbanisierung und solche, die zu urbanisieren sind. Das sind

alle Baugebiete sowie die Grünflächen, Erholungseinrichtungen und Aufstiegsanlagen, soweit

sie nicht in die Kategorie 2 fallen.

Kategorie 2: Flächen, die nicht bebaut sind, jedoch Infrastrukturen von öffentlichem Interesse

beinhalten. Das sind die Verkehrsflächen außerhalb der Siedlungsgebiete sowie Erholungs-

einrichtungen, die auch im landwirtschaftlichen Grün errichtet werden können, wie Golf- und

Reitplätze, Skipisten, Langlaufloipen und Rodelbahnen.

Kategorie 1: Flächen und Einrichtungen, die hinsichtlich der Gefahrenzonenplanung nicht von

urbanistischem Interesse sind. Das sind die unbebaute natürliche Landschaft sowie im Allge-

meinen die Leitungsinfrastrukturen und die Flächen für Infrastrukturen von untergeordneter

Bedeutung. Aufgrund von Informationen bezüglich der Anzahl und der Anwesenheitsdauer

von Personen, sowie der Bedeutung der Infrastrukturen, wird die Zuordnung zur Kategorie 2

oder 1 entschieden.

Die für die Klassifizierung der Schadenpotenzial-Kategorien definierten Kriterien sind in den

„Richtlinien zur Erstellung der Gefahrenzonenpläne (GZP) und zur Klassifizierung des Spezifi-

schen Risikos (KSR)“ aufgelistet. Im Folgenden werden die der Klassifizierung zugrunde liegen-

den Datensätze kurz beschrieben:

Wald- und Weidewirtschaftliche Realnutzungskarte Die Realnutzungskarte der Autonomen Provinz Bozen – Südtirol im Maßstab 1:10.000 mit der

Bezeichnung „Rea Ausgabe 2001“ richtet sich nach dem Klassifikationsschema und nach dem

methodischen Ansatz, wie sie im Projekt CORINE Landcover im Maßstab 1:100.000 europaweit

angewandt werden. Sie wurde nach dem Forstgesetz (LG 21.10.1996 Nr. 21) erstellt und gibt

die aktuelle Landnutzung wieder.

S. 84


BauleitplanMit Beschluss der Landesregierung vom 15. November 1999, Nr. 5059, zur Vereinheitlichung

der Planzeichen der Bauleitpläne der Gemeinden, publiziert im Amtsblatt Nr. 4 vom 22. Jänner

2002, Beiblatt Nr.1, wurden die Legendenelemente der Bauleitpläne vereinheitlicht. Alle Bau-

leitpläne, die nach diesem Datum überarbeitet wurden, sind nach dem einheitlichen Klassifika-

tionsschema dargestellt. Generell ist der Bauleitplan in verschiedene räumliche GIS-Datensätze

gegliedert. Tabelle 3-1 zeigt die Struktur der GIS-Datensätze zum digitalen Bauleitplan auf:

Tab. 3-1: Datenstruktur des digitalen Bauleitplans

Für die Erstellung der Schadenpotenzial-Hinweiskarte wurden die oben aufgezeigten Daten-

grundlagen reklassifiziert, es wurden keine Erhebungsarbeiten durchgeführt. Die Erstellung der

Karte basierte auf der Überlagerung von sechs verschiedenen GIS-Layern, wobei Punkt-, Linien-

und Flächen-Layer zu überlagern waren. Um diese Überlagerung zu vereinfachen, wurde ein

Modell zur Reklassifizierung der Datensätze entwickelt, das die Neuberechnung der Schaden-

potenzial-Hinweiskarte nach jeder Bauleitplanänderung bzw. Änderung der Grundlagendaten

erlaubt. Die Schadenpotenzial-Hinweiskarte wurde im Mai 2006 nach Vorlage der aktuellen

Version der „Richtlinien zur Erstellung der Gefahrenzonenpläne (GZP) und zur Klassifizierung

des Spezifischen Risikos (KSR)“ mit Stand vom Mai 2006 auf Basis der zu diesem Zeitpunkt zur

Verfügung stehenden digitalen Bauleitpläne mit vereinheitlichter Legende und der Realnut-

zungskarte berechnet und im September 2006 an die geänderten Richtlinien angepasst. Im

Wesentlichen wurde die Schadenpotenzial-Hinweiskarte in den folgenden Arbeitsschritten

erstellt (siehe Abbildung 3-1):

Als Grundlage für die Berechnungsschritte wurde eine Reklassifikationstabelle erstellt, die je-

dem Legendenelement des Bauleitplans die zutreffende Schadenpotenzial-Kategorie zuweist.

Die ohne Geländebegehung oder Lokalkenntnisse nicht klassifizierbare Schadenpotenzial-Ka-

tegorien wurden als Zwischenkategorien ausgewiesen (z.B. Gebäude im landwirtschaftlichen

Grün, die definitiv erst in Absprache mit den Gemeindevertretern festgelegt wurden).

Im ersten Bearbeitungsschritt wurden den vier GIS-Layern des Bauleitplans eine Spalte mit dem

Namen SPKAT hinzugefügt (VARCHAR12), die aufgrund der Schadenpotenzialangaben in der

mittels „INNER-JOIN“ angehängten Reklassifikations-Tabelle berechnet wird. Die Punkt- und

Linien-Layer wurden dabei mittels Buffer (2.5 m) in Flächen-Layer umgewandelt.

Im zweiten Schritt wurde aus der Realnutzungskarte das Legendenelement „Einzelhäuser,

Streusiedlung“ extrahiert und dem resultierenden Datensatz eine Spalte mit dem Namen

S. 85


SPKAT hinzugefügt, die aufgrund der Schadenpotenzialangaben in der mittels „JOIN“ ange-

hängten Reklassifikations-Tabelle berechnet wurde. Für detaillierte Informationen über die

Reklassifikationstabellen siehe Zischg (2006).

Im dritten Schritt wurden die aus der Reklassifikation resultierenden Datensätze in Rasterda-

tensätze (Rasterweite 2.5 m) umgewandelt und daraus der Maximalwert zur Schadenpotenzial-

kategorie ermittelt. Im Anschluss daran wurde der resultierende Rasterdatensatz wieder als

Flächen-Shapefile konvertiert.

Abb. 3-1: Datenfluss bei der Erstellung der Schadenpotenzial-Hinweiskarte aus den Bauleitplänen mit vereinheitlichter Legende und der wald- und weidewirtschaftlichen Realnutzungskarte

Die Bauleitpläne der Gemeinden Bozen, Brixen, Kaltern, Neumarkt, Olang, Salurn, Tisens waren

zum Zeitpunkt der Projektausführung nicht nach dem vereinheitlichten Schema vorhanden.

Aus diesem Grund mussten für diese Gemeinden eigene Reklassifikationstabellen erstellt wer-

den. Die Bauleitpläne der Gemeinden Villanders, U. l. F. i. Walde, Schenna, Lajen, Deutschnofen,

Feldthurns, Kurtinig, Prags, Proveis, Nals, Pfatten, Tiers, Altrei, Olang, Brenner, Glurns, Laas,

Moos im Passeier, Plaus, Prad, Schluderns, St. Ulrich, Taufers, Waidbruck waren zum Zeitpunkt

der Erstellung der Schadenpotenzial-Hinweiskarte nur analog vorhanden. Diese Bauleitpläne

wurden im Rahmen von IHR von der Abteilung Wasserschutzbauten gescannt und georeferen-

ziert. Zwei technische Büros digitalisierten die Schadenpotenzial-Hinweiskarte direkt aus den

georeferenzierten Bauleitplänen (Platzer 2006, Gritti 2006). Dabei wurde die Schadenpotenzial-

Kategorie direkt bestimmt.

Die aus den Bauleitplänen mit vereinheitlichter Legende hervorgegangene Karte musste mit

den einzelnen aus den Bauleitplänen ohne vereinheitlichte Legende hervorgegangenen Kar-

ten zusammengestellt werden. Anschliessend wurden dieser synthetischen Karte noch die aus

den nicht digital vorhandenen Bauleitplänen hervorgegangenen Karten hinzugefügt.

3.1.3 ErgebnisseErgebnis des Verfahrens ist die Schadenpotenzial-Hinweiskarte oder Karte der Schadenpoten-

zial-Kategorien zu einem bestimmten Zeitpunkt, abgeleitet aus bestehenden Datengrundla-

gen, ohne jegliche Kartierung oder Neuerhebung von Daten. Die Karte zeigt die Umsetzung

S. 86


des Klassifizierungsschemas nach den Richtlinien zur Erstellung der Gefahrenzonenpläne und

zur Klassifizierung des Spezifischen Risikos zum Zeitpunkt Mai 2006.

Abb. 3-2: Schadenpotenzial-Hinweiskarte, Kartenausschnitt bei Lana. Stand: September 2006.

3.1.4 Schlussfolgerungen und DiskussionNeben den Gefahrenhinweiskarten bildet die Schadenpotenzial-Hinweiskarte eine Grundlage

für die Ableitung des Handlungsbedarfs im Schutz des Lebensraums vor Wassergefahren und

für die Erstellung der Prioritätenliste. Im Rahmen der Erstellung der Gefahrenzonenpläne stellt

die Karte eine Basis für den ersten Entwurf der Karte der prozessspezifischen Bearbeitungstie-

fen und eine Diskussionsbasis bei der ersten Sitzung der Dienststellen mit der Gemeinde. Die

im regionalen Maßstab nicht definitiv zu klassifizierenden Flächen (z.B. Gebäude in landwirt-

schaftlichen Grün) werden an der ersten Sitzung mit der Gemeinde endgültig auf Basis lokaler

Informationen festgelegt. Für die Erstellung der Prioritätenliste spielen diese Zwischenkatego-

rien keine Rolle, da im Rahmen der Priorisierung nur die Flächen der Kategorie 3 berücksichtigt

werden. Bei der Verwendung der Karte als Basis für die Ausarbeitung der Karte der Bearbei-

tungstiefen hingegen muss der Inhalt von der Gemeinde auf Plausibilität geprüft werden.

Da die Bauleitpläne sich stetig ändern, muss die Schadenpotenzial-Hinweiskarte nach jeder

Bauleitplanänderung aktualisiert werden. Aus diesem Grund wurde das Verfahren so konzi-

piert, dass die Karte ohne händische Nachbearbeitung dynamisch neu erstellt und damit je-

derzeit flächendeckend für das gesamte Landesgebiet oder nur für eine Gemeinde aktualisiert

werden kann. Die Implementierung von neuen Klassifikationsvorgaben von Seiten der Richtli-

nien zur Erstellung der Gefahrenzonenpläne kann relativ einfach durch die Änderung einzelner

Attribute in den Klassifikationstabellen erfolgen. Das Verfahren ist hinsichtlich der Ergänzung

mit weiteren Datengrundlagen wie beispielsweise die Siedlungskerne und deren Puffer oder

die Daten aus der Höfekartei (geoLAFIS) flexibel.

Für die weitere Verwendung der Karte außerhalb der Priorisierung des Handlungsbedarfs muss

eine geeignete Form der Verwaltung gefunden werden. Die nach der Sitzung mit der Gemein-

de einzuarbeitenden Änderungen und definitiven Kategorienzuordnungen müssen für alle

S. 87


Ämter einsichtlich sein, damit eine einheitliche Verwendung der Karten der Bearbeitungstiefe

für die unterschiedlichen Prozesstypen garantiert ist.

Literatur

Autonome Provinz Bozen – Südtirol (2006): Richtlinien zur Erstellung der Gefahrenzonenpläne (GZP)

und zur Klassifizierung des Spezifischen Risikos (KSR). Bozen.

Gritti, A. (2006): Digitalizzazione delle categorie del potenziale di danno. Relazione di sintesi. Projekt-

bericht zur „Plattform IHR – Informationssystem zu hydrogeologischen Risiken“. Interreg IIIA – Projekt

„Entwicklung eines Systems zur Erfassung hydrogeologischer Risiken“. Bozen.

Platzer, M. (2006): Digitalisierung der Schadenpotenzialkategorien. Technischer Bericht. Projektbericht

zur „Plattform IHR – Informationssystem zu hydrogeologischen Risiken“. Interreg IIIA – Projekt „Ent-

wicklung eines Systems zur Erfassung hydrogeologischer Risiken“. Bozen.

Zischg, A. (2006): Karte der Schadenpotenzial-Kategorien. Projektbericht zur „Plattform IHR – Informati-

onssystem zu hydrogeologischen Risiken“. Interreg IIIA – Projekt „Entwicklung und Anwendung eines

Systems zur Erfassung hydrogeologischer Risiken“. Bozen.

_3.2 Priorisierung des Handlungsbedarfs bei der Siche-rung des Lebensraums vor Murgang- und Übersarungs-prozessenAndreas Zischg, Hanspeter Staffler

3.2.1 EinführungMit der Überlagerung von Daten der Gefahrenbeurteilung mit Daten zum Schadenpotenzial

auf regionaler Ebene können einerseits die gefährdeten Siedlungsgebiete identifiziert und lo-

kalisiert werden und andererseits der Handlungsbedarf zur Sicherung des Lebensraumes vor

Wassergefahren abgeleitet werden. Auf der Basis von Indikatoren kann dieser Handlungsbe-

darf in einer Prioritätenreihung aufgezeigt werden. Diese Prioritätenreihung der gefährdeten

Siedlungsgebiete nach verschiedenen Indikatoren soll die Basis für eine langfristige Planung

und für einen bestmöglichen Einsatz der vorhandenen Mittel für Verbauungsmassnahmen und

für die Erstellung der Gefahrenzonenpläne bilden.

3.2.2 MethodeFür die Abgrenzung der von Murgang- und Übersarungsprozessen betroffenen Siedlungsflä-

chen wurden die Gefahrenhinweiskarten zu diesen Prozessen mit den Flächen der Kategorie 3

der Schadenpotenzial-Hinweiskarte verschnitten.

In einem ersten Schritt wurde aus dem Verschnitt dieser Datengrundlagen die von den oben

genannten Prozessen betroffenen Flächen je Gemeinde summiert und die Gemeinden nach

der Größe der Summe der betroffenen Flächen gereiht.

S. 88


Abb. 3-3: Vorgehen bei der Auflistung der von Murgang- und Übersarungsprozessen betroffenen Flächen der Schadenpotenzial-Kategorie 3 (Siedlungsgebiete) nach der Größe der summierten Fläche

Die für dieses Vorgehen notwendigen Datengrundlagen waren:

Gefahrenhinweiskarte Murgang (geo7 2006) ß

Gefahrenhinweiskarte Übersarung (geo7 2006) ß

Schadenpotenzial-Hinweiskarte (Zischg 2006) ß

Abgrenzungen der Gemeinden Südtirols (Amt für Überörtliche Raumordnung 2005) ß

In einem weiteren Schritt wurde für jede Prozessfläche der Gefahrenhinweiskarten die Anzahl

der betroffenen Gebäude berechnet. Ausgehend von den Volkszählungsdaten (ISTAT) von 2001

S. 89


wurde den betroffenen Gebäuden (Bauparzellen) die durchschnittliche Anzahl an Personen je

Gebäude auf Gemeindebasis zugewiesen. Damit konnte die Anzahl der von Murgängen und

Übersarung betroffenen Personen für jeden Prozessbereich ermittelt werden. Anschließend

wurde die Anzahl der betroffenen Personen auf Gemeindeebene summiert.

Abb. 3-4: Vorgehen bei der Auflistung der von Murgang- und Übersarungsprozessen betroffenen Gebäude und Personen je Gemeinde

S. 90


Neben den Gefahrenhinweiskarten wurde für diesen Schritt der Grundstückskataster als Daten-

grundlage verwendet.

3.2.3 ErgebnisseDer Handlungsbedarf zur Sicherung des Lebensraums vor Murgängen auf regionaler Ebene

auf Basis der Schadenpotenzial-Kategorien hat ohne Berücksichtigung der Wirksamkeiten der

Schutzbauten und ohne Berücksichtigung von Eintretenswahrscheinlichkeit und Intensität fol-

gende Prioritätenreihung:

Tab. 3-2: Summe der potenziell von Murgang betroffenen Flächen der Schadenpotenzial-Kategorie 3 je Gemeinde, in absteigender Reihenfolge (erste zehn Ränge)

S. 91


Tab. 3-3: Summe der potenziell von Übersarung betroffenen Flächen der Schadenpotenzial-Kategorie 3 je Gemeinde, in absteigender Reihenfolge (erste zehn Ränge)

Von Murgängen betroffene Fläche [ha]

0-10

10-20

20-30

30-40

>40

Abb. 3-5: Von Murgang potenziell betroffene Flächen der Schadenpotenzial-Kategorie 3 je Gemeinde

S. 92


Von Übersarung betroffene Fläche [ha]

0-20

20-40

40-60

60-80

80-200

Abb. 3-6: Von Übersarung potenziell betroffene Flächen der Schadenpotenzial-Kategorie 3 je Gemeinde

Der Handlungsbedarf zur Sicherung des Lebensraums vor Übersarung auf regionaler Ebene

auf Basis des Grundstückskatasters hat ohne Berücksichtigung der Wirksamkeiten der Schutz-

bauten und ohne Berücksichtigung von Eintretenswahrscheinlichkeit und Intensität folgende

Prioritätenreihung:

Tab. 3-4: Anzahl der potenziell von Murgang betroffenen Gebäude und Personen je Gemeinde, in absteigender Reihenfolge (erste zehn Ränge)

S. 93


Tab. 3-5: Anzahl der potenziell von Übersarung betroffenen Gebäude und Personen je Gemeinde, in absteigender Reihenfolge (erste zehn Ränge)

Von Murgang betroffene Gebäude1-50

50-100

100-200

200-400

400-800

Abb. 3-7: Anzahl der potenziell von Murgang betroffenen Gebäude je Gemeinde

S. 94


Von Übersarung betroffene Gebäude

1-50

50-100

100-200

200-400

>400

Abb. 3-8: Anzahl der potenziell von Übersarung betroffenen Gebäude je Gemeinde

3.2.4 Schlussfolgerungen und DiskussionInsgesamt sind in Südtirol 1053.74 ha der Schadenpotenzial-Kategorie 3, 9205 Gebäude und

46674 Personen potenziell von Murgang betroffen. Von Übersarung sind potenziell 1568.97 ha

der Schadenpotenzial-Kategorie 3, 12214 Gebäude und 67397 Personen betroffen. Die Analyse

zeigt, dass auf der Basis der Gefahrenhinweiskarten ein erster Überblick über die potenzielle

Gefährdungssituation geschaffen werden kann, die Vernachlässigung der Schutzbauten und

der Prozesseigenschaften Wiederkehrdauer und Intensität aber die Interpretation der Ergeb-

nisse erschwert wird. Bei vorhandenen und als wirksam angenommenen Schutzbauten, zeigen

die Ergebnisse, wie viele Gebäude von den bestehenden Schutzbauten geschützt werden.

Trotz der getroffenen Vereinfachungen bildet die Analyse eine wertvolle Grundlage zur Erstel-

lung einer Prioritätenliste für den Handlungsbedarf zur Sicherung des Lebensraums vor Mur-

gang- und Übersarungsprozessen auf regionaler Ebene.

Der nächste Schritt ist die Verknüpfung der Prozessflächen mit den öffentlichen Fliessgewäs-

sern und dem Schutzbautenkataster. Dies ermöglicht eine Prioritätenreihung auf Basis der

Codizes der öffentlichen Fliessgewässer. Damit können einerseits Wildbäche mit Geschiebe-

sperren aus der Reihung ausgeschlossen und die Reihung realitätsnaher gestaltet werden und

andererseits die Anzahl der geschützten Gebäude bestimmt werden. Mit der Summierung der

Anzahl der Gebäude für jeden Prozessbereich eines Wildbacheinzugsgebietes kann die Priori-

tätenreihung für die Planung von neuen und für den Unterhalt der bestehenden Schutzbauten

erstellt werden.

Eine weitere Möglichkeit, die das Informationssystem zu hydrogeologischen Risiken IHR bietet,

ist die Monetarisierung der betroffenen Werte und damit eine Abschätzung der monetären

Folgen von extremen Naturereignissen. Dafür können den Siedlungsflächen der Kategorie 3

oder den extrahierten Bauparzellen mittlere empirische Werte für den Wert von Gebäuden

(wie z.B. die offiziellen Richtpreise für Hochbau je Quadratmeter Wohnfläche) zugewiesen

werden. In Überlagerung mit den Gefahrenhinweiskarten können so die monetären Folgen

S. 95


von Naturereignissen in Südtirol für jede räumliche Betrachtungseinheit (ganzes Landesgebiet,

Wildbach-einzugsgebiet, Prozessfläche, Gemeinde) ermittelt werden. Der dynamische Aufbau

des Informationssystems zu hydrogeologischen Risiken IHR erlaubt die Beantwortung von ver-

schiedensten Fragestellungen.

Literatur

geo7 (2006): Gefahrenhinweiskarte Murgang und Übersarung. GIS-Datengrundlagen und Bericht. Pro-

jektbericht INTERREG IIIA Italien-Schweiz „Entwicklung eines Systems zur Erfassung hydrogeologischer

Risiken“. Bozen.

Zischg, A. (2006): Karte der Schadenpotenzial-Kategorien. GIS-Datengrundlagen und Bericht. Projekt-

bericht INTERREG IIIA Italien-Schweiz „Entwicklung eines Systems zur Erfassung hydrogeologischer

Risiken“. Bozen.

Amt für Überörtliche Raumordnung (2005): GIS-Datensatz Gemeinden Südtirols. Bozen.

Amt für Überörtliche Raumordnung (2007): GIS-Datensatz Grundstückkataster Südtirol. Bozen.

_3.3 Fallbeispiel Risikoanalyse in der regionalen Maß-stabsebeneDiego Mantovani, Evelyn Scherer

3.3.1 EinführungIm Rahmen des operationellen Programms “Ziel Regionale Wettbewerbsfähigkeit und Beschäf-

tigung” des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) für den Zeitraum 2007-2013

musste die Abteilung Wasserschutzbauten für die Interventionslinie „Risikoprävention“ die

Anzahl jener Personen mitteilen, die in den Projektgebieten der Autonomen Provinz Bozen

- Südtirol (siehe Abbildung 3-9) von natürlichen Phänomenen (Murgang, Übersarung und

Überschwemmung) betroffen sind. Dadurch konnte von der Abteilung Wasserschutzbauten

ein Indikator für die Bewertung des Fortschritts in der Durchführung und Wirksamkeit des Pro-

gramms festgelegt werden.

S. 96


Abb. 3-9: Zonen, die innerhalb des europäischen Programms “Ziel 2” festgelegt wurden

3.3.2 MethodeAls Datengrundlagen für die Risikoanalyse wurden für die Prozesse Murgang und Übersarung

die Gefahrenhinweiskarten der Abteilung Wasserschutzbauten verwendet. Die Flächen mit

Überschwemmungsgefahr beziehen sich auf die Daten der Einzugsgebietsbehörde der Etsch

(siehe Abbildung 3-11). Das Schadenpotential konnte durch die Karte der Schadenpotenzial-

Kategorien der Abteilung Wasserschutzbauten und durch die durchschnittliche Personenan-

zahl je Gebäude ermittelt werden.

Abb. 3-10: Schematische Darstellung der angewandten Methode

S. 97


Abb. 3-11: Gefahrenprozesse im Untersuchungsgebiet Nr.1, Obervinschgau

Abb. 3-12: Zonen mit hohem Schadenpotenzial (Schadenpotenzial-Kategorie 3) im untersuchten Gebiet Nr. 1, Obervinschgau

S. 98


Abb. 3-13: Gebäudeverteilung innerhalb des untersuchten Gebiets Nr. 1, Obervinschgau

Durch das Überschneiden der Gefahrenhinweiskarten der Prozesse Murgang, Übersarung und

Überschwemmung mit der Karte der Schadenpotenzial-Kategorien war es möglich, in kurzer

Zeit die gefährdeten Zonen und die gefährdeten Gebäude zu erkennen. Ausgehend von den

Volkszählungsdaten (ISTAT) von 2001 wurde den betroffenen Gebäuden (Bauparzellen) die

durchschnittliche Anzahl an Personen je Gebäude auf Gemeindebasis zugewiesen (vergleiche

Kapitel 3.2.2).

Die Summe der Gebäude in den gefährdeten Zonen wurde mit der durchschnittlichen Anzahl

der Personen je Gebäude multipliziert und somit die Summe der betroffenen Personen je Un-

tersuchungsgebiet berechnet. Jene Gebäude die in Zonen liegen, die von mehreren Gefahren-

prozessen betroffen sind, wurden nur einmal in der Rechnung berücksichtigt.

Die Gesamtanzahl der durch die Naturgefahren Murgang, Übersarung und Überschwemmung

betroffenen Bevölkerung wird durch bestehende Schutzbauwerke reduziert. Nach Schätzung

von Experten vermindern die bestehenden Schutzbauwerke die Schäden um durchschnittlich

65%. Somit sind nur 35% der Personen in den Zonen mit hohem Schadenpotenzial dem Risiko

durch diese Naturgefahren ausgesetzt.

S. 99


3.3.3 ErgebnisseTabellarische und grafische Ergebnisse der Analyse:

Tab. 3-6: Anzahl der durch natürliche Prozesse potenziell betroffenen Personen

Tab. 3-7: Indikator für die Bewertung des Fortschritts in der Durchführung und Wirksamkeit der Maßnahmen zur Risikoprävention

C.I. = core indicators für den EFRE

(*) Bevölkerung, die in Zonen mit hohem hydrogeologischem Risiko lebt

3.3.4 Schlussfolgerungen und DiskussionDas verwendete Konzeptschema eignete sich gut für die Durchführung der geforderten ver-

einfachten Risikoanalyse, da es in kurzer Zeit eine realistische Schätzung der Anzahl der Per-

sonen ermöglicht, die potenziell von den verschiedenen in Betracht gezogenen natürlichen

Gefahren betroffen sind.

S. 100

I H R E n d b e r i c h t - I n f o r m a t i o n s s y s t e m z u h y d r o g e o l o g i s c h e n R i s i k e n

_4 Informationssystem zu hydrogeolo-gischen RisikenDiego Mantovani, Pierpaolo Macconi, Elisabeth Berger

EinleitungZiel der Plattform IHR war es, ein einheitliches Informationssystem für Naturraumpotenziale

zu schaffen, welches eine standardisierte Strategie im Umgang mit hydrogeologischen Risiken

ermöglicht. Als Ergebnis des Projektes sollte ein landesweites, einheitliches und standardisier-

tes Datenbanksystem vorliegen. Durch die Verknüpfung dieses Systems mit räumlichen Infor-

mationen sollte ein digitales Informationssystem für hydrogeologische Ereignisse und Risiken

geschaffen werden.

Die Notwendigkeit zur Entwicklung eines solchen Informationssystems ergab sich aus der stän-

dig steigenden Datenfülle in den sich mit Naturgefahren beschäftigenden Landesämtern. Ei-

nerseits wurden die bestehenden Datenbanken weitergeführt, andererseits kamen neue Daten

als Ergebnisse von verschiedenen Projekten hinzu, welche in neuen Datenbanken gespeichert

wurden. Es entstanden dadurch häufig Inkompatibilitäten zwischen den Datenbanken. Für die

Weiterführung der Datenbanken werden weiters zunehmend Dritte mit der Datensammlung

beauftragt. Die Auslagerung der Datenerhebung und die Verwendung von amtsübergreifen-

den Daten zu Naturgefahren erfordern eine Vereinheitlichung und Standardisierung von Import

und Export sowie eine vereinfachte, gemeinsame kartografische Visualisierung der Daten.

Das Informationssystem zu hydrogeologischen Risiken IHR beruht einerseits auf die Verknüp-

fung verschiedener Datensätze und Datenbanken und andererseits auf Grundsätze des Infor-

mations- und Kommunikationsmanagements. Die im Informationssystem enthaltenen Daten-

sätze wurden den unterschiedlichen Benutzeranforderungen entsprechend aufbereitet.

Abb. 4-1: Schema des Informationssystems zu hydrogeologischen Risiken IHR

S. 101

I n f o r m a t i o n s s y s t e m z u h y d r o g e o l o g i s c h e n R i s i k e n - I H R E n d b e r i c h t

Informations- und KommunikationsmanagementZur Entwicklung eines Konzeptes und zur Verwirklichung des Informationssystems wurden

verschiedene abteilungsinterne sowie ämterübergreifende und auch länderübergreifende

(EU-Projekte) Arbeitsgruppen ins Leben gerufen. Das Konzept wurde in zahlreichen Sitzun-

gen, Workshops und Gruppenarbeiten mit konstruktiven, manchmal aber auch recht hitzigen

Diskussionen ausgearbeitet. Ein wesentlicher Bestandteil des Kommunikationskreislaufes war

dabei, auch den Informationsfluss zwischen den verschiedenen Arbeitsgruppen zu gewährleis-

ten. Diese Aufgabe wurde vom Technischen Sekretariat für EU-Projekte der Abteilung Wasser-

schutzbauten durchgeführt. Ohne diese Schnittstelle zwischen allen beteiligten Institutionen

und Arbeitsgruppen wäre das Informationssystem zu hydrogeologischen Risiken IHR so nicht

zustande gekommen.

Zielgruppen und Analyse der BenutzeranforderungenFür die Umsetzung des Informationssystems wurden schließlich folgende Zielgruppen iden-

tifiziert:

a) Öffentlichkeit

b) Freiberufler

c) Ämter der Autonomen Provinz Bozen – Südtirol

d) Techniker der Abteilung Wasserschutzbauten

Im Datenmanagement dieser vier Ebenen sind unterschiedliche Benutzeranforderungen zu

beachten.

Nach einigen Diskussionen innerhalb der Arbeitsgruppen wurde für alle Zielgruppen festge-

legt, die vorhandenen Daten nicht in ihrem gesamten Detaillierungsgrad zur Verfügung zu

stellen. Als zentrales Element für die Dateneinsicht wurde das Browsersystem gewählt. Die

vollständigen Informationen und Daten können jeweils direkt bei den einzelnen verantwort-

lichen Ämtern beantragt werden. Im Folgenden werden die wichtigsten weiteren von den

Arbeitsgruppen erarbeiteten Konzepte kurz aufgezeigt:

a) Die Visualisierung der Daten für die Öffentlichkeit ist wichtig, um den Interessenten Einblick

über den vorhandenen Datenbestand und eine einfache Konsultation der GIS-Daten ohne

entsprechende Software zu gewährleisten. Für diesen Zweck wurde der „Earth Browser“ des

Amtes für Geologie und Baustoffprüfung in einen „Hazard Browser“ umgewandelt, welcher mit

Informationen des Hydrographischen Amtes und der Abteilung Wasserschutzbauten ergänzt

wird. Der Browser wird neben der Basiskartografie die räumliche Information und ausgewählte

Attribute der folgenden Datenebenen erfassen:

Kataster der Massenbewegungen (IFFI) ß

Ereigniskataster Wassergefahren (ED30) ß

Lawinenkataster ß

Gefahrenhinweiskarte Murgang und Übersarung ß

Gefahrenhinweiskarte Überschwemmung ß

Kataster der Wasserschutzbauten ß

Stauanlagen ß

Geologie ß

Landnutzung ß

Schadenpotenzial (nur nicht sensible Daten) ß

Die bereitgestellten Daten sind teilweise als sensible Daten zu behandeln; daher werden sie für

die Veröffentlichung mit unterschiedlichen Filtern versehen. Über das Internet werden zumin-

dest die wichtigsten Grunddaten im Überblick bereitgestellt.

S. 102


b) Für die Zukunft wird vor allem durch die beginnenden Arbeiten zur Erstellung der Gefah-

renzonenpläne ein sehr hoher Verwaltungsaufwand für den Datenaustausch (Export und Im-

port) von Daten zwischen Dritten und den Landesämtern erwartet. Um den Arbeitsaufwand

für die Bereitstellung von Grundlagendaten möglichst gering zu halten, war geplant, durch

geschützten Zugriff auf die Datenbanken diese nach außen freizugeben. Dies war jedoch tech-

nisch zumindest innerhalb dieses Projektes nicht realisierbar. Deshalb werden momentan die

geografischen Daten mit ausgewählten Attributen im Hazard Browser über das Internet der

Autonomen Provinz Bozen – Südtirol zur Verfügung gestellt. Der Import von neu erhobenen

Daten sollte direkt nach definierten Standards mit Zugriff von außerhalb des Intranets der

Landesverwaltung ermöglicht werden. Diese Lösung war ebenfalls innerhalb dieses Projektes

nicht umsetzbar. Die verschiedenen Ämter haben zu diesem Zweck unterschiedliche, zum Teil

halbautomatische Strategien entwickelt.

c) Die Minimalanforderung an einen standardisierten Datenaustausch zwischen den Ämtern

ist die Möglichkeit einer ämterübergreifenden Einsichtnahme in die verschiedenen Daten. Dies

wird gewährleistet durch die Bereitstellung der geografischen Daten mit ausgewählten Attri-

buten im Hazard Browser über das Intranet der Autonomen Provinz Bozen – Südtirol sowie als

SDE-Datensätze (Spatial Database Engine) im GIS.

d) Innerhalb der Abteilung Wasserschutzbauten bestehen zahlreiche Datengrundlagen zum

Thema Naturgefahren. Diese waren nicht für alle Techniker schnell und einfach zugänglich.

Häufig musste der zuständige Datenverwalter hinzugezogen werden. Um die Nutzung der

Daten den Technikern direkt zu ermöglichen, wurde daher eine GIS-Plattform vorgesehen,

mit welcher mittels einer Office-Datei auf Basis von Gewässereinzugsgebieten die spezifischen

Daten bereitgestellt werden. Diese können somit standardisiert bei den verschiedenen insti-

tutionellen Tätigkeiten der Abteilung (Gutachten, Projekte, Einzugsgebietsstudien) verwendet

und gegebenenfalls auch als Auszug beigelegt werden.

Alle weiteren Details zu den verschiedenen Datenbanken und zum angewendeten Informa-

tions- und Kommunikationsmanagement werden in den nachfolgenden Unterkapiteln be-

schrieben.

_4.1 DatenbankenDiego Mantovani, Pierpaolo Macconi, Claudia Strada

In der letzten Zeit ist die Verfügbarkeit digitaler Daten über Naturgefahren erheblich ange-

wachsen. Infolgedessen hat die Nachfrage nach Austausch dieser Daten zugenommen,

vor allem zwischen Abteilungen und Ämtern mit sich ergänzenden Zuständigkeiten. Das

klassische Beispiel ist die Untersuchung eines Einzugsgebietes im Rahmen der Planung von

Baumaβnahmen, bei der alle Informationen über Gefahren benötigt werden, die mit Wasser-

läufen, Lawinen und Hangbewegungen zusammenhängen.

Das Ziel des Informationssystems zu hydrogeologischen Risiken IHR bestand darin, eine Me-

thode zu finden, welche die Sammlung, den Austausch und die Abfrage der Daten über Natur-

gefahren ermöglicht, die von den verschiedenen zur Landesverwaltung gehörenden Ämtern

stammen (Abteilung Wasserschutzbauten, Amt für Geologie und Baustoffprüfung, Hydrogra-

phisches Amt).

Ausgehend von diesem anfänglichen Ziel wurde versucht, schrittweise ein allgemeines Kon-

zept auszuarbeiten, das den Austausch der Daten über Naturgefahren auf der Grundlage der in

Kapitel 4 aufgelisteten vier Zielgruppen festlegen und regeln sollte.

S. 103


Anfänglich ging es in der Diskussion um die Vernetzung der verschiedenen bestehenden Da-

tenbanken, die innerhalb der Landesverwaltung von verschiedenen Ämtern verwaltet werden.

Die Vernetzung dieser Datenbanken sollte über eine spezifische Software als zentrale Daten-

schnittstelle ermöglicht werden. Diese Software sollte die zentrale Archivierung der peripheren

Daten ermöglichen und ein Ad-hoc-Instrument (“Tool”) liefern, das den Austausch dieser Daten

zwischen den einzelnen peripheren und der zentralen Datenbank sowie zwischen dieser und

externen Nutzern gewährleisten sollte (siehe Abbildung 4-2).

Abb. 4-2: Schema des anfänglichen Konzepts (BAUKAT30: Kataster der Wasserschutzbauten der Abt. 30; ED30: Ereignisdokumentation der Abt. 30; IFFI: Inventario Fenomeni Franosi Italia des Amtes 11.6; BIBLIO30: Datenbank Literatur der Abt. 30)

Aufgrund weiterer Besprechungen und vor allem aufgrund der von Seiten verschiedener Äm-

ter der Abteilung Informationstechnik erhaltenen Gutachten gelangte man zur Festlegung

eines Konzepts, das hinsichtlich Ausführungszeiten, Programmierungskosten und Ermittlung

der Standards für den Datenaustausch schneller, leistungsfähiger und weniger aufwändig ist.

Der Angelpunkt des Systems besteht aus einem Browser (Hazard Browser), der einen Großteil

der in den Datenbanken der einzelnen Ämter enthaltenen Daten mit je nach Zielgruppen di-

versifizierten Funktionen und Detaillierungsniveaus (Internet oder Intranet) sammelt, visuali-

siert und für eine gemeinsame Nutzung zugänglich macht (siehe Abbildung 4-3).

S. 104


Abb. 4-3: Schema des Endkonzepts für den Zugriff zu den verschiedenen Datenbanken (BAUKAT30: Kataster der Wasserschutzbauten der Abt. 30; ED30: Ereignisdokumentation der Abt. 30; IFFI: Inven-tario Fenomeni Franosi Italia des Amtes 11.6; BIBLIO30: Datenbank Literatur der Abt. 30)

Der Austausch und die Lieferung der Daten sowohl zwischen den einzelnen Ämtern als auch

zwischen diesen und den externen Nutzern wird auf der Grundlage der verschiedenen Verfah-

ren fortgesetzt, die innerhalb der einzelnen Datenbanken festgelegt wurden.

Die zusammenfassende Untersuchung aller Datenbanken mit Information über Naturgefahren

ermöglichte die Erstellung eines Gesamtbildes dessen, was innerhalb der Landesverwaltung

verfügbar ist (Zischg 2006). Außerdem konnte zusammen mit allen beteiligten Subjekten eine

gemeinsame Strategie im Rahmen der gemeinsamen Nutzung und der Lieferung von Daten an

Drittpersonen festgelegt werden.

Die Schaffung des Hazard Browsers legte den Grundstein für eine konkrete Weiterentwicklung

des Konzeptes für die Visualisierung, den Austausch und die gemeinsame Nutzung der Daten

über Naturgefahren innerhalb des Landesgebietes. Aus einer einfachen Konsultationsplattform

könnte der Hazard Browser zu einem Zentrum der Informationssammlung und -verteilung wer-

den. So könnte durch einen geschützten Zugang (Zuweisung von Benutzer-ID und Passwort)

die Datenverteilung in mehr oder weniger ausführlicher und vollständiger Form hinsichtlich

der verschiedenen Nutzerzielgruppen (siehe Kapitel 4) gewährleistet werden. Auf diese Weise

könnte sowohl der Aufwand für die Bereitstellung von alphanumerischen und geografischen

Daten von Seiten der Landesverwaltung, als auch der Aufwand der Abfrage durch Dritte redu-

ziert werden.

4.1.1 Ereignisdokumentation ED30 – ED30 History

Pierpaolo Macconi, Markus Sperling

EinleitungDie Nutzung von historischen Informationen für die Untersuchung der Naturgefahren hat in

den letzten Jahren kontinuierlich an Bedeutung gewonnen. Der Ausbau der Ereignisdoku-

S. 105


mentation mit historischen Daten ist vor allem für das bessere Verständnis der Ereignisse in

Flüssen und Bächen, für die Schätzung der Intensität und der Wiederkehrdauer, sowie für die

Eichung von Simulationsmodellen erstrebenswert. Diese erweiterte Datengrundlage ist auch

für die Untersuchung der klimatischen Veränderungen nutzbar; die Definition der Trends fußt

teilweise auf der Analyse von historischen Datenreihen, welche sich im Bereich der hydrome-

trischen Daten und der Niederschlagswerte meist auf Extremereignisse beschränken. Für die

Entscheidungsprozesse zur Gebietsentwicklung sind Informationen, welche die Korrektheit

der getroffenen Entscheidungen bekräftigen, unentbehrlich. Die gesammelten und beschrie-

benen Ereignisse können somit eine Art „objektive Erinnerung” darstellen, welche nicht an die

zeitlich und örtlich begrenzte Erfahrung einzelner Personen gebunden ist.

MethodeAls historisch werden alle Ereignisse angesehen, welche vor dem Beginn der systematischen

Ereignisdokumentation geschehen sind, im Falle der Wassergefahren in der Autonomen Pro-

vinz Bozen werden alle Naturereignisse vor dem Jahre 1998 als historische Ereignisse angese-

hen. Die Untersuchungen betreffen ausschließlich hydrogeologische Ereignisse (Überschwem-

mung, Übersarung und Murgang). Die Nachforschungen können sich auf einzelne Werke

konzentrieren, wie z.B. jene von Fliri (1998) oder von Anonymus (1997) oder auf bestimmte

Gebiete ausgerichtet sein. Es wurden einzelne Ereignisse von besonderer Bedeutung wie z.B.

die Überschwemmung von Klausen durch den Tinnebach untersucht (Scherer und Marangoni

2004), die zeitliche Abfolge von Ereignissen in einzelnen Gemeinden oder Gewässern abge-

handelt (z.B. Gemeinde Graun und Alpgrabenbach, Eschgfäller 2007) und Gebiete mit einer

gewissen Bedeutung wie z.B. der Sterzinger und der Brixner Talkessel (Zischg 2005 bzw. Pichler

und Tötsch 2005) analysiert.

Im Rahmen von IHR wurden die von Fliri (1998) und von Anonymus (1891) dokumentierten

Ereignisse untersucht, digitalisiert und in ED30 eingegeben (Platzer 2005, Scherer 2005 und

Tötsch 2005). Die Chronologie der Ereignisse in der Gemeinde Graun wurde von Eschgfäller

(2007) rekonstruiert.

Das Sammeln von historischen Informationen verläuft grundsätzlich in drei wesentlichen Pha-

sen (Zischg et al. 2007):

Finden und Sammeln ß

Analyse und Beurteilung ß

Kontrolle und Archivierung ß

Die erste Phase beinhaltet langwierige Nachforschungen in den verschiedenen im Gebiet auf-

findbaren Quellen, wie in den Strukturen der öffentlichen Verwaltung, in Bibliotheken, Pfarrge-

meinden, in den Sitzen der freiwilligen Feuerwehren oder Privathaushalten.

Es gibt verschiedene verfügbare Quellen:

gedruckte Dokumente wie Chroniken, Zeitungen, Annalen, Studien, technische Berichte ß

handgeschriebene Dokumente: Chroniken, Tagebücher, Notizen, verschiedene Urkunden ß

Zeichen auf dem Gebiet, z.B. Schilder, Votivtafeln ß

historische Karten z.B. planimetrische Darstellungen, geografische Karten ß

historische Fotografien ß

mündliche Aussagen ß

S. 106


Abb. 4-4: Einige Beispiele für geschichtliche Hinweise: Votivtafeln zum Keilbach (Ahrntal), Hochwas-serstände auf einer Hausmauer in Salurn, Überschwemmungskarte der Rienz aus dem Jahre 1882

In der Phase der Nachforschungen erfordert vor allem das Aufsuchen der möglichen Doku-

mentationsquellen viel Zeit und einen beachtlichen Organisationsaufwand. Bereits in dieser

Phase muss eine gewisse Auswahl getroffen werden, um jene Dokumente auszuscheiden, die

zuverlässige und ausführliche Informationen enthalten.

In der zweiten Phase werden die Informationen eingehender analysiert, die einzelnen Daten

werden herausgefiltert und gemäß des Ereignisdokumentationssystems ED30 schematisiert.

Um ein Ereignis als solches ausreichend zu beschreiben, muss dessen Information über die

Mindestanforderungen, den so genannten „3 W-Kriterien“ (Was? Wo? Wann?), verfügen. Diese

drei Kriterien, das heißt der Prozesstyp, der Ort des Geschehens (zumindest das Haupteinzugs-

gebiet) und das Datum (zumindest das Jahr) sind inzwischen - zumindest in den Alpenstaaten -

allgemein akzeptiert. Die Datenqualität hängt stark vom Typ und vom Zweck des untersuchten

Dokuments ab.

In der dritten Phase werden die Daten in die Geodatenbank der Ereignisdokumentation ED30,

die für die Dokumentation sämtlicher Ereignisse eingesetzt wird, eingegeben. Vor der Eingabe

werden die neuen Daten mit den bereits in der Datenbank vorhandenen Daten verglichen, um

festzustellen, ob die Informationen eventuell bereits vorhanden sind. Nur wenn dies nicht der

Fall ist, wird ein neuer Datensatz eingegeben. Andernfalls werden die bereits vorhandenen

Daten mit neuen Erkenntnissen erweitert bzw. korrigiert. Fotografien und Geodaten sind selten

vorhanden und deshalb sehr wertvoll; sie werden in einem Fotoarchiv und in der Geodaten-

bank archiviert.

Wichtig ist auch, dass die Herkunft der untersuchten Quellen bekannt ist. Deshalb werden Titel,

Autor und Aufbewahrungsort der Originaldokumente in die Datenbank „BIBLIO30“ eingeben

und in einigen Fällen, sofern dies möglich ist und die rechtlichen Voraussetzungen bestehen,

wird das Dokument oder eine Kopie davon aufbewahrt.

ErgebnisseIm Rahmen der verschiedenen Erhebungskampagnen wurden in die Datenbank 2140 Ereignis-

se, beginnend mit dem Jahr 585 n. Christus, eingegeben.

S. 107


Abb. 4-5: Häufigkeit der Ereignisse nach Ereignistyp

Die Überschwemmungen stellen mit 62% unter den untersuchten Ereignissen den weitaus

häufigsten Ereignistyp dar. Dies ist auch dadurch bedingt, dass diese aufgrund des Ausmaßes

und der Schäden den größten Eindruck in der Bevölkerung hinterlassen haben und dadurch

die kollektive Erinnerung am stärksten ausgeprägt ist. Murgänge kommen in Wirklichkeit we-

sentlich häufiger vor als Überschwemmungen, betreffen aber eine geringere Anzahl von Perso-

nen. 4% der Ereignisse sind nicht klassifizierbar, da im Dokument genaue Hinweise fehlen und

auf dem betroffenen Gewässer mehrere Ereignistypen möglich sind. Die zeitliche Verteilung

der Ereignisse ist hauptsächlich an das Vorhandensein von Dokumenten gebunden. Daher ist

es nicht möglich, direkte Rückschlüsse über die Häufigkeit der Ereignisse zu erhalten. Trotzdem

fallen besondere Perioden wie die zweite Hälfte des neunzehnten Jahrhunderts ins Auge, in

denen in kurzer Abfolge mehrere Katastrophenjahre (1855, 1868, 1876, 1882, 1885, 1888) über-

liefert werden konnten (siehe Abbildung 4-6).

Abb. 4-6: Zeitliche Verteilung der registrierten Ereignisse

S. 108


Fig. 4-7: Verteilung der aufgenommenen Ereignisse auf dem Landesgebiet (schwarze Punkte - histori-sche Erhebung ED30 History, rote Punkte - Erhebung aktueller Ereignisse ED30).

Schlussfolgerungen und DiskussionDie gesammelten Informationen vervollständigen die bereits in der Datenbank ED30 vor-

handenen Aufzeichnungen und decken das gesamte Landesgebiet ab, wenn auch mit einer

ungleichmäßigen Dichte, da nur einige Gebiete systematisch und vertieft untersucht wurden.

Die Informationen sind für die Naturgefahrenbeurteilung und für ein besseres Verständnis der

Einzugsgebiete und ihrer hydrogeologischen Eigenschaften äußerst nützlich. Für viele Gewäs-

ser ist heute eine objektive Dokumentation ihrer Gefährlichkeit vorhanden, die hauptsächlich

für die Entscheidungsprozesse, die Information und Sensibilisierung der lokalen Bevölkerung

von Nutzen ist.

Aufgrund der gesammelten Informationen erscheinen weitere Studien auf Gemeinde- oder

Einzugsgebietsebene sinnvoll, mit Hilfe derer ein einheitlicher Informationsstand für das ge-

samte Landesgebiet erreicht werden sollte. Dadurch wäre es auch möglich, verschiedene Ge-

biete miteinander zu vergleichen. Von speziellem Interesse sind aufgrund ihrer Komplexität

und der Konsequenzen, die sie mit sich brachten, die großen Ereignisse von regionaler Bedeu-

tung, wie beispielsweise jene der Jahre 1882 und 1966. Für diese Ereignisse wäre eine Rekonst-

ruktion der Abläufe unter Einbeziehung der modernen Ansätze des Gebietsmanagements und

der Gebietsplanung erstrebenswert.

Literatur

Anonymus (1891): Chronik der Hochwasser- und Wildbachverheerungen, der Bergschlipfe, Muhrbrü-

che und Felsstürze in Tirol und Vorarlberg bis inklusive 1891. Wien.

Eschgfäller, M. (2007): Chronik der Naturereignisse in der Gemeinde Graun. Unveröffentlichter Projekt-

bericht für die Autonome Provinz Bozen – Südtirol, Abteilung Wasserschutzbauten, erstellt im Rahmen

der Plattform IHR - Informationssystem zu hydrogeologischen Risiken. Bozen.

Fliri, F. (1998): Naturchronik von Tirol. Innsbruck.

Platzer, M. (2005): Räumliche Verortung der „Naturchronik von Tirol (Fliri 1998) und Eingabe in ED30.

Unveröffentlichter Projektbericht für die Autonome Provinz Bozen – Südtirol - Abteilung Wasser-

S. 109


schutzbauten, erstellt im Rahmen der Plattform IHR - Informationssystem zu hydrogeologischen Ri-

siken. Bozen.

Scherer, C. (2005): Räumliche Verortung der „Naturchronik von Tirol (Fliri 1998) und Eingabe in ED30.

Unveröffentlichter Projektbericht für die Autonome Provinz Bozen – Südtirol - Abteilung Wasser-

schutzbauten, erstellt im Rahmen der Plattform IHR - Informationssystem zu hydrogeologischen Ri-

siken), Bozen.

Scherer, C., Marangoni, N. (2004): Grundlagenerhebung zum Zweck der integralen Analyse des Ereig-

nisses vom 09.08.1921 am Tinnebach. Unveröffentlichter Projektbericht für die Autonome Provinz Bo-

zen – Südtirol - Abteilung Wasserschutzbauten, erstellt im Rahmen des Interreg III B Projektes DIS-ALP,

Bozen.

Tötsch, E. (2005): Räumliche Verortung der Ereignischronik „Chronik der Hochwasser- und Wildbach-

verheerungen, der Bergschlipfe, Muhrbrüche und Felsstürze in Tirol und Vorarlberg incl. 1891 und

Eingabe in ED30. Unveröffentlichter Projektbericht für die Autonome Provinz Bozen – Südtirol - Abtei-

lung Wasserschutzbauten, erstellt im Rahmen der Plattform IHR - Informationssystem zu hydrogeolo-

gischen Risiken, Bozen.

Tötsch, E., Pichler, S. (2005): Rekonstruktion historischer Überschwemmungsereignisse im Brixner Tal-

becken. Erfassung bestehender Unterlagen und Eingabe in ED30. Unveröffentlichter Projektbericht für

die Autonome Provinz Bozen – Südtirol - Abteilung Wasserschutzbauten, Bozen.

Zischg, A. (2005): Rekonstruktion historischer Überschwemmungsereignisse im Sterzinger Talbecken.

Erfassung bestehender Unterlagen und Eingabe in ED30. Projektbericht im Rahmen des Interreg IIIB

Alpenraum Projekts „Dis-Alp Disaster Information System for the Alpine Space“, Bozen.

Zischg, A., Macconi, P., Pollinger, R., Sperling, M., Mazzorana, B., Marangoni, N., Berger, E., Staffler, H.

(2007): Historische Überschwemmungs- und Murgangereignisse in Südtirol. Erhebung und Dokumen-

tation. Der Schlern 3(81), 3-16.

4.1.2 Literaturdatenbank BIBLIO30

Andreas Zischg, Pierpaolo Macconi

EinführungGrundvoraussetzung für das Treffen von kompetenten Entscheidungen im Naturgefahren-

und Risikomanagement ist die Berücksichtigung jeder verfügbaren Information und des ak-

tuellen Wissensstandes (D.L. 11 giugno 1998, n. 180, Decreto del Presidente del Consiglio dei

Ministri 29 settembre 1998, Legge 3 agosto 1998, n. 267). Heute entstehen innerhalb kürzester

Zeit neue Informationen, Gutachten oder Forschungsarbeiten zur Naturgefahrensituation und

sie erweitern ständig den Kenntnisstand. Jede Dokumentation über Naturgefahrenereignisse

oder durchgeführte Studien zur Gefährdungssituation einer bestimmten Lokalität bildet eine

wertvolle Grundlage für die Beurteilung von Naturgefahren (Autonome Provinz Bozen – Süd-

tirol 2006). Um den Wissensstand über Wassergefahren im Kompetenzbereich der Abteilung

Wasserschutzbauten zu dokumentieren und bei speziellen Fragestellungen auf die aktuelle

Literatur zugreifen zu können, wurde die Literaturdatenbank BIBLIO30 erstellt.

MethodeIm Rahmen von IHR und vorhergehender Interreg-Projekte wurden viele historische Quellen

mit Information über Naturereignisse ausgewertet. Bei der Auswertung oder Interpretation von

historischen Quellen müssen neben prozessspezifischen Kenntnissen quellenkritische Aspekte

bewertet werden (Zischg 2005, Zischg 2006a, Zischg et al. 2007). Um bei der Eingabe von In-

formationen über Naturereignisse aus historischen Quellen in die Datenbank der Ereignisdoku-

mentation ED30 die Nachvollziehbarkeit und die Rückverfolgung auf das Originaldokument zu

S. 110


gewährleisten, wurde die Datenbank BIBLIO30 entworfen. Bei Unsicherheiten in der Interpre-

tation der historischen Ereignisse kann mit der Verknüpfung zwischen Ereignisdokumentation

und Literaturdatenbank der Zugriff auf die Originalquellen ermöglicht und damit Interpretati-

onsfehler bei der Verwendung der Daten im Detailmaßstab minimiert werden. Neben diesem

ursprünglichen Hauptaspekt kamen im Laufe der Projekte der Plattform IHR weitere Aspekte

für die Weiterentwicklung der Datenbank BIBLIO30 hinzu, wie beispielsweise die Bedeutung,

einen ständigen Überblick über die neu erschienenen Einzugsgebietsstudien und andere we-

sentliche Informationsquellen zu erhalten.

In der Literaturdatenbank BIBLIO30 werden Literaturzitate zu Ereignissen oder Gutachten be-

züglich Wassergefahren archiviert. Zu den Zitaten werden die Standorte (z.B. Bibliothek, URL)

der Quelle eingegeben. Die Entwicklung von BIBLIO30 erfolgte in enger Anlehnung an die Da-

tenbank ED30. Aus diesem Grund wurde sie in Microsoft ACCESS entworfen. Die Datenbank ist

direkt mit den Tabellen von ED30 verknüpft.

Haupttabelle der IHR Literaturdatenbank ist „tdtaLiteratur“. Sie enthält Information über Lite-

raturzitate wie Autor, Titel, Jahr der Publikation, Publikationsstatus, Verlag, Bemerkungen zum

Dokumentinhalt, Schlagwörter, gegebenenfalls den Link zur Quelle und räumliche Informa-

tionen zum Inhalt des Dokuments wie Gemeinden oder die Einzugsgebiete von öffentlichen

Fliessgewässern. Für die Angaben dieser raumbezogenen Information verwendet BIBLIO30 die

Schlüsseltabellen von ED30 („Dizionario Corsi d’acqua“, „Dizionario Comuni“). Jedem Eintrag in

ED30, dessen Information aus einem historischen oder zeitgenössischen Dokument entnom-

men wurde, wird über die in der Datenbank ED30 enthaltenen Relationstabelle „ED_Lit“ mit

dem entsprechenden Eintrag in BIBLIO30 verknüpft (m:n Relation).

Abb. 4-8: Datenmodell der IHR Literaturdatenbank BIBLIO30. Stand: 17.08.2006. Quelle: Zischg (2006b)

S. 111


Die Benutzeroberfläche von BIBLIO30 wurde an ED30 angepasst. Aus der Benutzeroberfläche

von ED30 kann bei der Eingabe von historischen Überschwemmungs- und Murgangereignis-

sen die Eingabemaske von BIBLIO30 aufgerufen und das Zitat der historischen Quelle in die

Datenbank eingegeben werden. Dabei wird automatisch der Eintrag in der Verknüpfungsta-

belle erstellt.

Abb. 4-9: Benutzeroberfläche für die Suche in der Datenbank BIBLIO30. Stand: 17.11.2007

ErgebnisseNeben den Zitaten der historischen Quellen im Rahmen der Dokumentation von historischen

Naturereignissen werden in BIBLIO30 laufend Projektberichte, Einzugsgebietsstudien, rele-

vante wissenschaftliche Literatur und sonstige Berichte nachgeführt. Damit dokumentiert die

Abteilung 30 laufend den Wissensstand zu Wassergefahren und hydrogeologischen Risiken.

Mittels räumlichen und thematischen Abfragen können Literaturabfragen auf effiziente und

einfache Weise ermittelt werden.

Schlussfolgerungen und DiskussionFür Fachexperten und Wissenschaftler, die sich in Südtirol mit dem Thema Wassergefahren und

hydrogeologische Risiken beschäftigen, ist die Datenbank ein wichtiger Anlaufpunkt. Die Suche

S. 112


nach relevanter Information in der Datenbank BIBLIO30 ist ein wesentlicher Ausgangspunkt je-

der Tätigkeit im Naturgefahrenmanagement. Die Datenstruktur der Literaturdatenbank bildet

die Vorlage für die Sammlung und Archivierung aller Quellen mit Angaben über Überschwem-

mungs- und Murgangereignisse, die im Zuge der Erstellung der Gefahrenzonenpläne erhoben

und ausgewertet werden.

Literatur

Autonome Provinz Bozen – Südtirol (2006): Richtlinien zur Erstellung der Gefahrenzonenpläne (GZP)

und zur Klassifizierung des Spezifischen Risikos (KSR). Bozen.

Zischg, A. (2005): Rekonstruktion historischer Überschwemmungsereignisse im Sterzinger Talbecken.

Erfassung bestehender Unterlagen und Eingabe in ED30. Unveröffentlichter Projektbericht für die Au-

tonome Provinz Bozen – Südtirol - Abteilung Wasserschutzbauten, Interreg IIIB Dis-Alp. Bozen.

Zischg, A. (2006a): Leitfaden für die Erhebung und Dokumentation historischer Murgang- und Über-

schwemmungsereignisse in der Autonomen Provinz Bozen Südtirol. Unveröffentlichter Projektbericht

für die Autonome Provinz Bozen – Südtirol - Abteilung Wasserschutzbauten, Interreg IIIB Dis-Alp. Bo-

zen.

Zischg, A. (2006b): Datenmodelle und Datenstandards zu Daten über Naturgefahren in der Abteilung

Wasserschutzbauten, Autonome Provinz Bozen – Südtirol. Unveröffentlichter Projektbericht für die Au-

tonome Provinz Bozen – Südtirol - Abteilung Wasserschutzbauten, Interreg IIIA „Informationssystem zu

hydrogeologischen Risiken“. Bozen.

Zischg, A., Macconi, P., Pollinger, R., Sperling, M., Mazzorana, B., Marangoni, N., Berger, E., Staffler, H.

(2007): Historische Überschwemmungs- und Murgangereignisse in Südtirol. Erhebung und Dokumen-

tation. Der Schlern; 3(81), 3-16.

4.1.3 Informationssystem für Einzugsgebiete BASIN30

Diego Mantovani

EinführungIm Rahmen der Planung für die Erstellung von Wasserschutzbauten sind Informationen über

das betreffende Einzugsgebiet wesentlich. Die Autonome Provinz Bozen – Südtirol und ins-

besondere die Abteilung Wasserschutzbauten ist an verschiedenen Fronten tätig, um eine

umfassende Sammlung der technischen Daten vorzunehmen, die geografisch klar definierbar

sind. Für diese Zwecke entwickelte die Abteilung Wasserschutzbauten das Einzugsgebiets-

Informationssystem BASIN30 (basin formation system).

Das Ziel von BASIN30 besteht darin, alle geografischen und technischen Informationen eines

bestimmten Einzugsgebietes - oder eines Teiles davon - zusammenzuführen sowie schnell und

einfach zur Verfügung zu stellen. BASIN30 geht von Informationsebenen aus, die der Landes-

verwaltung bereits zur Verfügung stehen, sammelt und visualisiert für einen bestimmten Ab-

schlussquerschnitt verschiedene Arten von Informationen wie beispielsweise topografische,

hydrologische, geologische Daten, Bautenkataster und Kataster der Naturereignisse, die für die

Erstellung der Einzugsgebietsstudien von Nutzen sind.

Aufbau und SoftwarekomponentenDas System wurde als GIS-Applikation auf Basis der Software ArcGIS-ArcView von ESRI entwi-

ckelt. Dieses Anwenderprogramm nutzt – insbesondere hinsichtlich hydrologischer Untersu-

chungen – eine Reihe von spezifischen Software-Modulen, die von der Associazione Italiana di

Idronomia (AIDI) erstellt wurden.

S. 113


InhalteInnerhalb der GIS-Applikation BASIN30 wurde versucht, all jene Daten zu gewinnen und zu

sammeln, die einen engen Bezug zur Sicherung und zum Schutz des Lebensraumes vor Was-

sergefahren haben. Tabelle 4-1 fasst die Arten an berücksichtigten Daten und berechneten

Parametern zu übergeordneten Kategorien zusammen. Die ausführliche Beschreibung aller In-

formationsebenen und der von BASIN30 produzierten Parameter wird in Anhang 4 angeführt.

Tab. 4-1: Arten der zu übergeordneten Kategorien zusammengefassten Daten und Parameter

MethodeDie innerhalb des Anwenderprogramms vorgesehenen Arbeitsphasen können folgenderma-

ßen schematisch dargestellt werden:

Abb. 4-10: In BASIN30 implementierte Arbeitsschritte

Alle vier Phasen werden mittels einer intuitiven und vollständigen Maske verwaltet (siehe

Abbildung 4-11), welche dem Nutzer etliche Freiheiten bei der quantitativen und qualitativen

Auswahl des gewünschten Outputs lässt.

S. 114


Abb. 4-11: Darstellung des Arbeitsumfelds mit der Hauptmaske

Die anfängliche Ermittlung des Abschlussquerschnitts wird erleichtert durch die in BASIN30

integrierte Möglichkeit der Visualisierung jeder beliebigen weiteren Informationsebene zusätz-

lich zu den bereits im System eingeschalteten Standardebenen. Die Organisation und Speiche-

rung der erhaltenen Daten erfolgt in einer Output-Kartei, die durch einen Identifizierungscode

und durch den offiziellen Namen des untersuchten Baches gekennzeichnet ist.

ErgebnisseDas Endprodukt von BASIN30 ist ein Microsoft WORD-Dokument, das die vom Programm ge-

wonnenen und berechneten Daten enthält und das nach den Erfordernissen der Abteilung

Wasserschutzbauten (siehe Anlage 4) in Kapitel gegliedert und gestaltet ist. Dieses zusammen-

fassende Dokument ist nicht nur ein Bezugspunkt für die Planungstätigkeit, sondern stellt auch

den Ausgangspunkt sämtlicher Studien im betroffenen Einzugsgebiet dar.

Zusammen mit der Schaffung dieses Dokuments werden im Output-Ordner verschiedene Da-

tentypen bereitgestellt:

Digitales Höhenmodell des Einzugsgebiets (DEM) ß

Shape-Dateien der Themenbereiche (BAUKAT30, ED30, Geologie, Bodennutzung, Gefahrenhin- ß

weisflächen, Forsttypen)

TXT-Dateien, die aus der hydrologischen Simulation stammen ß

PDF- und JPG-Dateien der im zusammenfassenden Dokument verwendeten Karten ß

Schlussfolgerungen und DiskussionIndem das Instrument BASIN30 einerseits die Information konzentriert und sie andererseits

leichter nutzbar macht, eignet es sich bestens dazu, allen im Naturgefahrenmanagement tä-

tigen Personen ein brauchbares und objektives Hilfsmittel bei der Untersuchung und Analyse

des Einzugsgebiets bereitzustellen.

Hinsichtlich der Datenverarbeitung zeichnet sich BASIN30 durch eine leichte Aktualisierbarkeit

der Daten aus, da es genügt, überholte Informationsebenen mit rezenteren zu ersetzen, ohne

S. 115


die gesamte Software verändern oder neu programmieren zu müssen. Ein weiterer Vorteil des

Systems liegt in der Verwendung einer weit verbreiteten und brauchbaren Arbeitsplattform

(ArcGIS-ArcView von ESRI) für die typischen GIS-Funktionen und der Nutzung von speziellen

Softwaremodulen für hydrologische Analysen.

AnmerkungenDas Projekt wurde von einer Arbeitsgruppe konzipiert, die aus Personal der Abteilung Wasser-

schutzbauten der Autonomen Provinz Bozen – Südtirol und aus externem Personal besteht.

Die praktische Umsetzung von BASIN30 wurde von der Associazione Italiana di Idronomia

(AIDI) durchgeführt.

_4.2 Informations- und KommunikationsmanagementHanspeter Staffler

Zeitgemäßes Naturgefahrenmanagement bedeutet zeitgemäßes Wissensmanagement. Wis-

sen erlangt man durch spontanen Erkenntnisgewinn oder durch systematische Kombination

von sorgfältig ausgewählten Informationen, welche über ein System abrufbar sind. Während in

der Vergangenheit Wissen sehr stark personenbezogen und damit subjektiv war, ermöglichen

es moderne Instrumente, Wissen zu entpersonalisieren und damit zu objektivieren. Das Wissen

soll unabhängig vom Menschen sein, der es schafft. Jeder Erkenntnisgewinn soll standardmä-

ßig dokumentiert und transferiert werden. Dies ist eine dauernde Aufgabe.

Damit aus Information Wissen entstehen kann, bedarf es einiger wichtiger Voraussetzungen:

Information soll frei verfügbar sein ß

Information soll leicht zugänglich sein ß

Information soll übersichtlich dargestellt werden ß

Information soll nachvollziehbar aufbereitet sein ß

Information soll verständlich sein ß

Information soll leicht kombinierbar sein ß

Information soll aktualisierbar sein ß

All diese Punkte waren maßgebend für die Entscheidung, das Informationssystem zu hydro-

geologischen Risiken IHR zu schaffen. Die Möglichkeit, über dieses System moderne Gefahren-

hinweiskarten, aktuelle Karten zum Schadenpotenzial, Informationen über historische Ereignis-

se oder Fachbeiträge aus der Literaturdatenbank zu konsultieren, erlaubt es, rasch an Wissen zu

gelangen und es weiterzuverwerten. Neben den technischen Möglichkeiten für einen Zugriff

auf Information hat die Weitergabe von Information durch zwischenmenschliche Kommunika-

tion eine wesentliche Bedeutung.

Die Anforderung an die übersichtliche und verständliche Aufbereitung des Wissens machte es

erforderlich, die verschiedenen Produkte des Informationssystems IHR den unterschiedlichen

Bedürfnissen der verschiedenen Benutzer entsprechend aufzubereiten.

Für die verantwortlichen Techniker und die Entscheidungsträger der Gemeindeverwaltungen ß

wurden die Produkte und Verfahren des Informationssystems IHR in Form des Merkblatts zum

Verfahren für die Erstellung eines Gefahrenzonenplans für Wassergefahren aufbereitet. Das

Merkblatt stellte außerdem eine Hilfe bei der Vereinheitlichung und Optimierung der Proze-

duren in der Betreuung der Gemeinden bei der Erstellung der Gefahrenzonenpläne von Seiten

der Techniker der Abteilung Wasserschutzbauten dar.

S. 116


Die Techniker der Abteilung Wasserschutzbauten wurden laufend über die Mitarbeit in den ß

Arbeitsgruppen der Plattform IHR oder in internen Seminaren über die Verfahren und Produkte

informiert.

Die interessierte Öffentlichkeit kann auf die räumlichen Informationen über ein web-basiertes ß

Informationssystem, den Hazard Browser, zugreifen. Für den Datenaustausch mit beauftragten

externen Technikern wurden standardisierte Prozeduren und Datenvorlagen geschaffen.

4.2.1 Merkblatt: Erstellung eines Gefahrenzonenplans für Wasser-gefahren

Hanspeter Staffler, Elisabeth Berger, Thomas Thaler

Die moderne Gefahrenzonenplanung erfordert den Einsatz neuester Technologien und setzt

einen hohen Aufwand an Koordination voraus. Damit die Kommunikation zwischen der Ab-

teilung Wasserschutzbauten und allen Partnern wie Gemeinden, externen Freiberuflern sowie

anderen Landesämtern in geregelten Bahnen verläuft, bedarf es eines einheitlichen Leitfadens.

Deshalb wurde im Rahmen von IHR ein Merkblatt zum Verfahren für die Erstellung eines Ge-

fahrenzonenplans für Wassergefahren (Merkblatt: Erstellung eines Gefahrenzonenplanes für

Wassergefahren) entwickelt, welches Informationen in standardisierter und einheitlicher Form

vermittelt.

Abb. 4-12 Titelblatt des Merkblattes zum Verfahren für die Erstellung eines Gefahrenzonenplans für Wassergefahren

Das Merkblatt zum Verfahren für die Erstellung eines Gefahrenzonenplans für Wassergefahren

gliedert sich in einen allgemeinen und in einen speziellen Teil. Ersterer ist für alle Gemeinden

S. 117


gleich und erläutert die Grundsätze der Gefahrenzonenplanung sowie den Ablauf des entspre-

chenden Verfahrens. Der spezielle Teil hingegen beinhaltet hauptsächlich Daten und Karten-

material für das jeweilige Gemeindegebiet sowie die Richtlinien zur Erstellung der Gefahren-

zonenpläne. Nachfolgend werden die wesentlichen Inhalte des Merkblattes Wassergefahren

kurz besprochen:

Allgemeiner Teila) Technisches Verfahren zur Beurteilung der WassergefahrenDie Erstellung der Gefahrenzonenpläne stellt ein institutionsübergreifendes Verfahren dar, bei

dem viel Koordinationsbedarf entsteht. Aus diesem Grunde ist eine klar festgelegte Vorgangs-

weise unerlässlich. Sie sieht vier wesentliche Phasen vor.

Phase A - Vorbereitung:Zunächst wird der Kontakt zwischen Gemeinde und Abteilung Wasserschutzbauten herge-

stellt, dann erfolgt die Festlegung der technischen und raumordnerischen Ziele durch beide

Seiten. Die Abteilung Wasserschutzbauten legt in Absprache mit der Gemeinde die Bearbei-

tungstiefen fest, mit welchen das Gemeindegebiet untersucht werden muss.

Phase B - Ausschreibung und Vergabe:Anschließend erfolgt die Ausschreibung und die Vergabe des Auftrags für die Ausarbeitung

des Planes an das am besten geeignete Expertenteam durch die Gemeinde.

Phase C - Projektierung:Das beauftragte Expertenteam erhält die für die Erstellung des Gefahrenzonenplanes notwen-

digen Daten von der Abteilung Wasserschutzbauten und erarbeitet den Entwurf des Gefahren-

zonenplanes. Die Abteilung Wasserschutzbauten betreut das Expertenteam bei der Ausarbei-

tung und unterzieht den erarbeiteten Entwurf einer Vorprüfung.

Phase D - Genehmigung:Der Gefahrenzonenplan wird von der Landesregierung genehmigt. Das Landesraumordnungs-

gesetz 13/1997 bildet die gesetzliche Grundlage für das Genehmigungsverfahren.

Der genaue Ablauf des Verfahrens zur Ausarbeitung des Gefahrenzonenplanes ist in der Ab-

bildung 4-13 dargestellt.

b) DatengrundlagenDie Abteilung Wasserschutzbauten hat in den letzten Jahren sehr viel Arbeit in das Sammeln,

Auswerten und Aufbereiten von Daten zu den Wassergefahren investiert. Im Zuge verschie-

dener Projekte entstanden wertvolle Dokumente wie die Gefahrenhinweiskarten für Was-

sergefahren, der Bautenkataster, die Ereignisdokumentation und die Literaturdatenbank.

Die Gefahrenhinweiskarten zeigen die potenziellen Gefahrenbereiche auf und sind für die

Naturgefahren Überschwemmung, Murgang und Übersarung verfügbar. Sie basieren zum

Großteil auf numerischen Modellierungen. Die Ereignisdokumentation der Abteilung Wasser-

schutzbauten dokumentiert bereits eingetretene Ereignisse und stellt somit einen wichtigen

Beitrag für die Gefahrenbeurteilung dar. Der Bautenkataster beinhaltet neben geografischen

Informationen zu sämtlichen Bauwerken, welche in den Wildbächen, Lawinenstrichen und auf

den Hängen des Landes anzutreffen sind, auch eine Beurteilung des baulichen Zustandes. Die

Literaturdatenbank der Abteilung Wasserschutzbauten enthält Literaturzitate mit Angaben zu

hydrogeologischen Gefahren und Risiken. Sie ist mit der Datenbank zur Ereignisdokumentati-

on verknüpft und enthält auch eine Reihe von Zitaten aus historischen Quellen.

S. 118


c) Tabelle der Bearbeitungstiefen WassergefahrenDiese Tabelle stellt einen zentralen Inhalt des Merkblattes Wassergefahren dar. Sie wird auf

Grundlage der vorhandenen Daten und gemäß Richtlinien für die Erstellung von Gefahrenzo-

nenplänen erarbeitet und unterteilt das entsprechende Gemeindegebiet in Bereiche mit un-

terschiedlichen Bearbeitungstiefen. Das Ziel dieser Tabelle ist die Verringerung des Aufwandes

bei der Erstellung des Gefahrenzonenplanes durch die Fokussierung der Aufmerksamkeit auf

Gebiete mit hohem Schadenpotenzial (siehe Abb. 4-14).

Abb. 4-13: Diese Grafik ist ein fester Bestandteil des Merkblattes und beschreibt in schematischer Form den genauen Ablauf für die Ausarbeitung und Genehmigung eines Gefahrenzonenplanes

S. 119


Abb. 4-14: Tabelle der Bearbeitungstiefen, dargestellt am Beispiel der Gemeinde Neumarkt

Den Ausgangspunkt für die Erstellung dieser Tabelle stellt ein Schlüssel dar (siehe Abb. 4-15),

der die Naturgefahren Überschwemmung, Übersarung, und Murgang mit dem Schadenpoten-

zial des betroffenen Gebietes in Relation bringt und so die Bearbeitungstiefe festlegt.

Abb. 4-15: Schlüssel für die Ermittlung der Flächen mit unterschiedlicher Bearbeitungstiefe

d) Hydrologische DatenFür die Modellierung der Zu- und Abflüsse stehen grundsätzlich die Modelle AIDI und VAPI

zur Verfügung. Die für die betroffenen Wassereinzugsgebiete errechneten Werte werden der

Gemeinde im Zuge der Erstellung des Gefahrenzonenplanes zur Verfügung gestellt.

Die Niederschlags- und Abflussdaten werden vom Hydrographischen Amt der Provinz Bozen

erhoben und können dort bezogen werden.

e) Anleitung für die Ausschreibung Diese Anleitung besteht aus einer Auflistung von Schwerpunkten, welche bei der Vergabe des

Auftrages zur Erstellung eines Gefahrenzonenplanes berücksichtigt werden sollten.

S. 120


Die Gemeinde kann diese Anleitung als Grundlage für die Ausschreibung verwenden und nach

Bedarf verändern und ergänzen. Grundsätzlich ist bereits in der Ausschreibungsphase ein be-

sonderes Augenmerk auf einige Minimalbedingungen für die Gefahrenbeurteilung zu legen.

Zu berücksichtigen sind vor allem:

die fachliche Richtigkeit der Vorgehensweise und die korrekte Anwendung von bewährten und ß

neuen Bearbeitungsmethoden

die Nachvollziehbarkeit der Gefahrenbeurteilung durch transparentes Vorgehen und somit die ß

Reproduzierbarkeit der Ergebnisse

die konsequente Umsetzung der gesetzlichen Grundlagen und Richtlinien ß

die Öffentlichkeitsarbeit ß

f) Gesetze und RichtlinienDieser Abschnitt listet die gesetzlichen Grundlagen und Rahmenbedingungen für die Erstel-

lung der Gefahrenzonenpläne auf. Für das Land Südtirol sind vor allem die „Richtlinien zur Er-

stellung der Gefahrenzonenpläne (GZP) und zur Klassifizierung des Spezifischen Risikos (KSR)“

im Sinne der Staatsgesetze Nr. 267 vom 3. August 1998 und Nr. 365 vom 11. Dezember 2000

(und der entsprechenden Durchführungsverordnungen D.P.C.M. vom 29. September 1998) so-

wie das Landesraumordnungsgesetz Nr. 13 vom 11. August 1997 in geltender Fassung (mit der

entsprechenden Durchführungsverordnung D.LH Nr. 5 vom 23. Februar 1998) von Bedeutung.

Spezieller TeilDer spezielle Teil des Merkblattes zum Verfahren für die Erstellung eines Gefahrenzonenplans

für Wassergefahren beinhaltet in standardisierter Form für das jeweils betroffene Gemeinde-

gebiet folgende Dokumente: je eine Karte der Schwachstellen für Dämme, Überbordung und

Brücken, je eine Gefahrenhinweiskarte für Überschwemmung, Murgang und Übersarung, die

Ereignisdokumentation (ED30), das Bautenkataster, die Karte der Schadenpotenzial-Kategori-

en, die Tabelle der Bearbeitungstiefen und die hydrologischen Daten. Des Weiteren enthält der

spezielle Teil eine Vorlage für die Ausschreibung und Vergabe des Gefahrenzonenplanes an

Experten (Leistungskatalog) und die Richtlinien zur Erstellung der Gefahrenzonenpläne (GZP)

und zur Klassifizierung des spezifischen Risikos (KSR).

Bisherige Erfahrungen aus der PraxisDerzeit sind einige Projekte für die Erstellung von Gefahrenzonenplänen in verschiedenen Ge-

meinden des Landes im Gange. Diese Gemeinden haben nach mehreren Aussprachen jeweils

ein Merkblatt erhalten und haben es begrüßt, dass ihnen die Datengrundlagen der Abteilung

Wasserschutzbauten in übersichtlicher und einheitlicher Form zugestellt werden.

Ebenso hat es sich gezeigt, dass das Merkblatt für die ausführenden Freiberufler ein notwendi-

ger und wichtiger Leitfaden ist. Je nach Ausbildungsgrad und wissenschaftlicher Schule kön-

nen die Ansätze der externen Experten recht unterschiedlich ausfallen, was prinzipiell sogar

von Vorteil ist. Es ist aber der Anspruch des Merkblattes, von mehreren methodischen Ansätzen

jene aufzulisten, welche den momentanen Stand des Wissens (state of the art) repräsentieren.

Damit kann ein einheitlicher und hoher fachlicher Standard gewährleistet werden.

Das Merkblatt wird auf Grundlage neuer Erkenntnisse sowie aufgrund von Rückmeldungen der

Gemeinden und der Freiberufler laufend überarbeitet und verbessert. Es ist so aufgebaut, dass

es der großen Dynamik, welche bei der Beurteilung von Wassergefahren in nächster Zeit zu

erwarten ist, Rechnung tragen kann.

S. 121


Die bisherigen Erfahrungen lassen darauf schließen, dass sich das Merkblatt als robustes Inst-

rument der Vereinheitlichung und Vereinfachung des komplexen Arbeitsprozesses „Gefahren-

zonenplan“ bewähren wird.

Abb. 4-16: Beispiel für die Ereignisdokumentation einer Überschwemmung im Jahre 1960, beigelegt im Merkblatt der Gemeinde Neumarkt

Abb. 4-17: Auszug aus dem Bautenkataster für die Gemeinde Neumarkt (oben), Karte der Über-schwemmungsflächen der Gemeinde Neumarkt (rechts)

S. 122


4.2.2 Seminar 30 / Intern 30

Hanspeter Staffler

Ein Projekt diesen Ausmaßes musste auch in regelmäßigen Abständen den MitarbeiterInnen

der Landesabteilung Wasserschutzbauten nahe gebracht werden. Es war eine besondere He-

rausforderung, die strategische Bedeutung und die komplexen Inhalte des Projektes zu kom-

munizieren. Das Projektmanagement hat sich für eine kontinuierliche und „häppchenweise“

Informations- und Kommunikationsarbeit entschlossen.

Als erstes wurde Seminar 30 – eine Veranstaltungsreihe der Landesabteilungen Wasserschutz-

bauten und Zivilschutz – als Trägermedium für die Information über die Projektinhalte verwen-

det. Insgesamt wurden über Seminar 30 drei Vorträge organisiert. Da Seminar 30 eine offene

Veranstaltung ist und die Inhalte in vielen Fällen nur für die MitarbeiterInnen der Landesabtei-

lung Wasserschutzbauten bestimmt waren, wurde die Veranstaltungsreihe Intern 30 aus der

Taufe gehoben. Über Intern 30 wurden vier Vorträge angeboten. Intern 30 ist mittlerweile das

Forum für abteilungsinterne Besprechungen und Informationen.

Zudem wurde in regelmäßigen Abständen der Projektfortschritt in knapper Weise auf einer

A4-Seite beschrieben, welche in Form einem Mitteilungsschreiben an alle MitarbeiterInnen der

Abteilung Wasserschutzbauten per E-mail verschickt wurde.

Trotz dieser Bemühungen muss im Nachhinein festgestellt werden, dass es nicht ganz gelun-

gen ist, Inhalt und Sinn der Plattform IHR allen MitarbeiterInnen klar zu vermitteln. Es bleibt die

Fragen offen, ob die Kommunikationslinie beim Sender oder beim Empfänger leicht gestört

war.

4.2.3 Hazard Browser

Diego Mantovani, Pierpaolo Macconi, Claudia Strada

Für die im Landesgebiet tätigen Ämter genügt es nicht, Informationen zu sammeln und zu

archivieren, vielmehr müssen diese für ein möglichst breites Publikum leicht zugänglich, ver-

ständlich und nutzbar gemacht werden. In den letzten Jahren hat sich die Landesverwaltung

mit einem System zur Veröffentlichung raumbezogener Daten ausgestattet, das vom Amt für

raumbezogene Informatik entwickelt wurde. Dieses System basiert auf einer WebGIS-Plattform,

die das Potenzial eines Geografischen Informationssystems (GIS) mit den nahezu unendlichen

Verbreitungsmöglichkeiten des Internets vereint.

Auch hinsichtlich der Handhabung des hydrogeologischen Risikos spielt die Verfügbarkeit

von Informationen eine grundlegende Rolle: Eine breitgefächerte und zuverlässige Datenbasis

bildet nämlich die Voraussetzung für Entscheidungsprozesse im Rahmen des Risikomanage-

ments und der Raumplanung.

Durch die Zusammenarbeit zwischen der Abteilung Wasserschutzbauten, dem Geologischen

Dienst und dem Hydrographischen Amt ist der Hazard Browser entstanden. Dabei handelt

es sich um ein digitales Werkzeug, welches es ermöglicht, mittels einer einzigen per Internet

zugänglichen Schnittstelle Informationsebenen zu visualisieren und zu befragen, die von ver-

schiedenen Subjekten verwaltet werden. Damit werden die Probleme überwunden, die mit

dem physischen Speicherort der Daten, mit der Kompatibilität ihrer Formate und mit den ver-

schiedenen Kompetenzen zusammenhängen.

Weiters wird der Öffentlichkeit und den verschiedenen im Land tätigen Körperschaften und

Freiberuflern ein vollständiges und aktuelles Bild der Daten der Naturgefahren geboten:

S. 123


Kataster der Massenbewegungen IFFI (Inventario Fenomeni Franosi in Italia): es betrifft verschie- ß

dene Hangphänomene, wie Rotations- und Translationsrutschungen, Steinschlag, Hangfließen,

tiefgreifende Massenbewegungen

Ereignisdokumentation an Fließgewässern, wie Überschwemmung und Murgänge ß

Lawinenkataster ß

Außerdem werden Informationen über die potenziellen Gefahren in Form der Gefahrenhin-

weiskarten angeführt. Diese Informationen sind für das Setzen der Prioritäten in Bezug auf die

Planung der zu treffenden Maßnahmen von Bedeutung. Ebenfalls von Nutzen sind sie für die

Raumplanung hinsichtlich der Bestimmung der unterschiedlichen Vertiefungsebenen bei der

Erstellung der Gefahrenzonenpläne. Die Gefahrenhinweiskarten sind das Ergebnis von Simula-

tionen folgender Naturphänomene auf regionaler Ebene

Murgang ß

Übersarung ß

Überschwemmung ß

Sturzprozesse ß

Die Gefahrenhinweiskarten bezüglich Überschwemmungsprozesse an Talflüssen und Lawinen,

welche künftig im Browser selbst ergänzt werden sollen, sind derzeit in Ausarbeitung begrif-

fen.

Dank einer einfachen Schnittstelle ist der Nutzer – ohne die Notwendigkeit einer eigenen GIS-

Software – in der Lage, den Standort, die Ausdehnung und andere Daten bezüglich der natür-

lichen Phänomene zu visualisieren. Eine Reihe von „Tools“, die allen Browsern gemeinsam sind,

gestattet es,

den Bildausschnitt zu verändern, ß

den Maßstab der Darstellung zu ändern, ß

Entfernungen zu messen, ß

die mit den Geometrien zusammenhängenden Attribute abzurufen, ß

die Metadaten zu visualisieren. ß

Durch Zu- oder Wegschalten der vorgeschlagenen Themen ist es möglich, spezifische Infor-

mationen mit anderen geografischen Daten wie dem Orthofoto, der Geologie und der Bo-

dennutzung zu überlagern und so mögliche Wechselbeziehungen und Wechselwirkungen zu

verdeutlichen.

Der Browser stellt dadurch ein Werkzeug für die Lesbarkeit und das Verständnis der mit den Na-

turphänomenen zusammenhängenden Informationen dar und bietet deshalb die Grundlage

für eine erste qualitative Bewertung der Gefahren.

S. 124


Abb. 4-18: Hazard-Browser, Gesamtübersicht

Abb. 4-19: Hazard Browser, Detailausschnitt

S. 125

P l a t t f o r m I H R - I H R E n d b e r i c h t

_5 Plattform IHR

_5.1 EinführungHanspeter Staffler

Als in Italien im Jahre 1998 die gesetzliche Grundlage (D.L. 180/1998, L. 267/1998) für die Risi-

kozonierung von Gebieten geschaffen wurde, war dies der Anstoß zu einer neuen Risikokultur:

Erstmals wurde eine übersichtliche Erhebung und Darstellung der von Wassergefahren, Mas-

senbewegungen und Lawinen betroffenen Risikozonen gefordert.

In Südtirol kamen die zuständigen Landesbehörden (s. Tabelle 5-1) überein, die staatlichen

Vorgaben zu vertiefen und Richtlinien zur Erstellung von Gefahrenzonenplänen nach schwei-

zerischem Muster zu erstellen. Nachdem die Arbeit zu den Richtlinien abgeschlossen war, woll-

te man die Risikodiskussion nicht gleich beenden, weil noch viele technische und praktische

Fragen offen waren. Dafür bot es sich an, im Rahmen der Interreg IIIA-Projekte eine Plattform

zu organisieren, wo der Risikodialog der kompetenten Landesbehörden weitergeführt werden

konnte. Somit entstand die Plattform IHR (Informationssystem zu hydrogeologischen Risiken).

In vielen Treffen der Plattform IHR wurden eine Reihe von Themen diskutiert: Es galt die be-

stehenden digitalen Datengrundlagen der Landesverwaltung zu bewerten, es musste ein

technisches Verfahren zur Erstellung von Gefahrenzonenplänen definiert werden, es wurden

moderne, Modell- und GIS-gestützte Methoden zur Erstellung von Gefahrenhinweiskarten für

Wassergefahren und Steinschlag evaluiert und umgesetzt, es musste ein Konsens zur karto-

grafischen Darstellung des Schadenpotenzials gefunden werden, es wurde ein gemeinsamer

Hazard-Browser entwickelt und installiert und schließlich war es auch möglich, die ersten

Gemeinden, die einen Gefahrenzonenplan ausarbeiten wollten, umfassend und kompakt zu

betreuen.

Daher: Kompetente Zusammenarbeit entsteht durch permanenten Dialog und transparente

Diskussionsführung. Finden dadurch mehrere Landesämter gemeinsame Lösungen, wird ein

erheblicher Mehrwert geschaffen.

Tab. 5-1: Plattform IHR - Partner in Südtirol

S. 126

I H R E n d b e r i c h t - P l a t t f o r m I H R

_5.2 Stellungnahmen

Die Mitglieder der Plattform IHR (Abteilung Forst, Amt für Geologie und Baustoffprüfung, Hy-

drographisches Amt, Abteilung Raumordnung) wurden gebeten, eine Stellungnahme zu den

Projekten der Plattform IHR abzugeben. Dabei wurden als Leitlinie vier Fragen gestellt:

1. Waren die Ziele (siehe Einleitung) von IHR klar formuliert und waren die Ziele überhaupt

notwendig?

2. Wurden die Ziele erreicht?

3. Ist die Plattform IHR auch ein zukünftiges Modell für Zusammenarbeit und Koordination

bei Naturgefahren?

4. Weitere Anmerkungen?

5.2.1 Stellungnahme des Amtes für Forstplanung

Günther Unterthiner

Durch den gesetzlichen Auftrag, für alle Regionen Italiens Gefahrenzonenpläne auszuarbeiten,

war die Fachabteilung der Landesverwaltung angehalten, die entsprechenden Voraussetzun-

gen für das Erstellen der Gefahrenzonenpläne zu schaffen. Über die Plattform IHR konnte eine

landesinterne Plattform eingerichtet werden, deren erste große Errungenschaft jene war, Ver-

treter aller Fachbereiche an einem Tisch zu bringen und ein Informationssystem für Südtirol zur

Abhandlung von hydrogeologischen Gefahren aufzubauen.

Die Schlussfolgerungen aus den gemeinsamen Arbeitsgruppensitzungen konnten auch in

kurzer Zeit in sehr nützliche und konkrete Ergebnisse umgesetzt werden, wie z.B. die verschie-

denen Hinweiskarten zu Sturzprozessen, Murgang und Übersarung oder der Leitfaden bei der

Vergabe und Betreuung von Gefahrenzonenplänen. Auch die sehr ausgiebige Diskussion über

die Definition von „Schadenpotenzial“ gemeinsam mit den Vertretern der Raumordnung stellte

eine sehr große Herausforderung, aber auch berufliche Bereicherung dar, die vorwiegend über

die Plattform IHR ihren Ausgang genommen hat.

Die Ziele des Projektes wurden aus unserer Sicht vollkommen erreicht. Aus forstlicher Sicht

konnte aufbauend auf die Ergebnisse der Projekte im Rahmen der Plattform IHR ein Leitfaden

bei der Vergabe und Betreuung von Gefahrenzonenplänen für die Vertreter des Forstdienstes

ausgearbeitet werden; zudem wird an der Erstellung einer Schutzwald-Hinweiskarte gearbei-

tet, wobei ein Verfahren zur GIS-basierten Ausweisung von Schutzwald-Hinweisflächen für das

gesamte Gebiet der Autonomen Provinz Bozen – Südtirol entwickelt wird.

Da es sich bei Naturgefahren immer um ein Zusammenspiel von verschiedensten Prozessen

handelt, ist die Fachbereich-übergreifende Zusammenarbeit unverzichtbar. Die Weiterführung

der Arbeiten in Form einer Naturgefahren-Plattform sollte deshalb ins Auge gefasst werden,

wofür die Mitarbeit des Bereiches Forstwirtschaft auf jeden Fall zugesichert werden kann.

5.2.2 Stellungnahme des Hydrographischen Amtes

Elisabeth Berger

In der Laufzeit der Plattform IHR lag die Priorität des Hydrographischen Amtes bei der Inte-

gration der im Amt bereits seit Jahren bestehenden Grundlagendaten (Lawinenkataster und

Gefahrenhinweiskarte für Lawinen - CLPV) in das Informationssystem zu hydrogeologischen

Risiken. Auf Grund zahlreicher zeitaufwändiger Aktivitäten und Projekte innerhalb des Amtes

war es nicht immer möglich, alle Details und Arbeitsvorgänge innerhalb der Plattform aktiv zu

S. 127

P l a t t f o r m I H R - I H R E n d b e r i c h t

verfolgen. Auf der anderen Seite stellte es sich auch als nicht leicht heraus, alle Naturgefah-

renarten, welche in Südtirol auftreten, auf Grund ihrer unterschiedlichen Charakteristiken auf

einen Nenner zu bringen. Dies führte zur Erkenntnis, dass eine bestimmte Eigenständigkeit der

kompetenten Ämter bei der Handhabung mit Naturgefahren bewahrt werden sollte.

Die in der Plattform IHR gesteckten Ziele wurden zum Großteil erreicht. Besonders positiv ist

aus Sicht des Hydrographischen Amtes die Entwicklung des Hazard Browsers zu bewerten.

Auch in der Zukunft wird die Datenfülle der sich mit Naturgefahren beschäftigenden Ämter

weiter anwachsen. Besonders im Zuge der detaillierten Gefahrenbeurteilung im Rahmen der

Erstellung der Gefahrenzonenpläne für die Gemeinden werden die kompetenten Ämter mit

großen Datenmengen, welche standardmäßig zu exportieren aber auch zu importieren sind,

konfrontiert werden. Die Landesämter sind somit gefordert, bei der Erstellung der Gefahrenzo-

nenpläne einen effizienten Datenaustausch zu gewährleisten. Die vorhandenen Daten müssen

neben dem Austausch nach außen zu den zuständigen Freiberuflern dabei auch anderen Äm-

tern und der Öffentlichkeit gegenüber, wenn auch in unterschiedlichem Detaillierungsgrad,

zugänglich sein. Gemeinsame ämterübergreifende Standards des Datenmanagements sind

dafür eine Voraussetzung.

Zur effizienten Abwicklung der Gefahrenzonenplanung sind vereinheitlichte Strategien und

Verfahrensabläufe jedoch mindestens ebenso wichtig. Diese Erfordernisse sind nicht nur auf

die Gefahrenzonenplanung im Speziellen zu beschränken; sie sind auf den gesamten Umgang

mit Naturgefahren umlegbar. Die ersten Schritte zur Verwirklichung wurden bereits im Rah-

men der Plattform IHR vorgenommen. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, dass noch sehr viel

Diskussions- und Handlungsbedarf besteht. Eine koordinierende Plattform zur Weiterentwick-

lung des bereits Erreichten wäre hier mehr als wünschenswert. Bezüglich Standardisierung der

Datenbanken und Austausch der Daten sind von Seiten des Hydrographischen Amtes zur Zeit

beispielsweise Bestrebungen im Gange, gemeinsam mit der Abteilung Wasserschutzbauten

ein Fotoarchiv aufzubauen, welches beiden Ämtern zugänglich sein soll. Ebenso wird der Bau-

tenkataster BAUKAT30 um die Lawinenschutzbauten erweitert, welche zumindest zum Teil

im Zuge der Erstellung von Gefahrenzonenpläne für Lawinen standardisiert erhoben werden

sollen. Im Lawinenkataster wird weiters versucht, die vorhandenen Einträge mit historischen

Daten zu ergänzen. Auch dies soll automatisiert im Zuge der Erstellung von Gefahrenzonen-

plänen erfolgen. Hier wird zum Teil auf die Erfahrungen, welche im Rahmen der Plattform IHR

gemacht wurden, zurückgegriffen.

5.2.2 Stellungnahme des Amtes für Geologie

Volkmar Mair

Im Rahmen der Erstellung der Gefahrenzonenpläne wurde die Absprache zwischen allen für

den Umgang mit Naturgefahren verantwortlichen Ämtern der Landesverwaltung immer wich-

tiger. Die Plattform IHR bot die Gelegenheit, diesen Koordinationsbedarf und den Bedarf an

noch auszuarbeitenden Grundlagen für die Betreuung der Gemeinden und der Techniker zu

erfüllen. Für das Amt für Geologie bilden die Gefahrenhinweiskarte für Sturzprozesse und die

Karte der Schadenpotenzial-Kategorien wichtige Grundlagen für die Initiierung von Gefahren-

zonenplänen. Die Absprache und die Anpassung der Vorgehensweise bei der Betreuung der

Gemeinden in der Anfangsphase der Erstellung der Gefahrenzonenpläne zwischen allen betei-

ligten Ämtern ermöglichten eine Systematisierung und damit eine Vereinfachung des Verfah-

rens. Die Plattform IHR bot auch die Möglichkeit, offene Fragen in der operativen Umsetzung

des Verfahrens zur Erstellung der Gefahrenzonenpläne, wie beispielsweise der Datenaustausch

S. 128

I H R E n d b e r i c h t - P l a t t f o r m I H R

zwischen allen Beteiligten, zu diskutieren. Die Weiterführung der im Rahmen der Plattform

durchgeführten und initiierten Tätigkeiten ist wünschenswert.

_5.3 Diskussion und Ausblick

Aus den Stellungnahmen und den gewonnenen Erfahrungen im Zuge der Projektabwicklung

können folgende wesentlichen Punkte abgleitet werden:

Beginn und Weiterführung des RisikodialogesEin wesentliches Ziel, nämlich die kontinuierliche und koordinierte Zusammenarbeit einiger

betroffener Landesämter, konnte annähernd erreicht werden. In vielen Treffen konnten ge-

meinsame Standpunkte und Bedürfnisse herausgearbeitet werden, wobei natürlich noch eine

Menge an Diskussionsstoff für die Zukunft aufgeworfen wurde. Wichtig ist aber, dass der Risi-

kodialog zwischen den Landesämtern begonnen hat. Es bleibt noch die Aufgabe offen, den

Risikodialog auf andere Behörden und gesellschaftliche Bereiche auszudehnen.

Landesweites ämterübergreifendes InformationssystemDer Wert eines landesweiten ämterübergreifenden Informationssystems ist mittlerweile unbe-

stritten. Mit dem Hazard Browser wurde eine gemeinsame Informationsebene geschaffen, die

in den nächsten Jahren auszubauen ist. Wichtig ist hierbei, dass Daten landesweit verfügbar

sind, dass sie einem einheitlichen Standard und nach Möglichkeit dem neuesten Stand des

Wissens entsprechen. So gesehen, muss der Hazard Browser ein dynamisches Instrument sein,

welches in Zukunft periodisch mit aktualisierten Informationen gespeist wird.

Von der Plattform IHR zur Plattform NaturgefahrenAus den Interreg-Projekten ist die Plattform IHR als Koordinierungs- und Diskussionszentrum

hervorgegangen. Es ist dabei mit viel Aufwand gelungen, die kompetenten Landesbehörden

zu einer gemeinsamen und vor allem abgestimmten Vorgangsweise zu animieren. Wie bereits

oben angedeutet, hatten sich daraus ein fruchtbarer Risikodialog und der Hazard Browser ent-

wickelt.

Beide Ergebnisse sind einerseits als sehr erfreulich zu bewerten, andererseits aber sind sie nur

der Beginn eines kontinuierlichen Prozesses der Verbesserung der Zusammenarbeit. Daher soll

anstelle der Plattform IHR eine Plattform Naturgefahren Südtirol entstehen, an der neben allen

kompetenten Landesbehörden auch interessierte, externe Experten mitarbeiten können.

S. 129

L i t e r a t u r - I H R E n d b e r i c h t

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Wasserschutzbauten, erstellt im Rahmen der Plattform IHR - Informationssystem zu hydrogeo-

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– Südtirol - Abteilung Wasserschutzbauten, erstellt im Rahmen der Plattform IHR - Informati-

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Zischg, A. (2005): Rekonstruktion historischer Überschwemmungsereignisse im Sterzinger Tal-

becken. Erfassung bestehender Unterlagen und Eingabe in ED30. Projektbericht im Rahmen

des Interreg IIIB Alpenraum Projekts "Dis-Alp Disaster Information System for the Alpine Space",

Bozen.

Zischg, A. (2006): Karte der Schadenpotenzial-Kategorien. Projektbericht zur „Plattform IHR –

Informationssystem zu hydrogeologischen Risiken“. Interreg IIIA – Projekt „Entwicklung und

Anwendung eines Systems zur Erfassung hydrogeologischer Risiken“. Bozen.

Zischg, A. (2006a): Leitfaden für die Erhebung und Dokumentation historischer Murgang- und

Überschwemmungsereignisse in der Autonomen Provinz Bozen Südtirol. Unveröffentlichter

Projektbericht für die Autonome Provinz Bozen – Südtirol - Abteilung Wasserschutzbauten,

Interreg IIIB Dis-Alp. Bozen.

Zischg, A. (2006b): Datenmodelle und Datenstandards zu Daten über Naturgefahren in der Ab-

teilung Wasserschutzbauten, Autonome Provinz Bozen – Südtirol. Unveröffentlichter Projekt-

bericht für die Autonome Provinz Bozen – Südtirol - Abteilung Wasserschutzbauten, Interreg

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burg 2002. Heidelberg. p. 607-615.

Zischg, A., Largiader, A. (2007): GIS-Applikation zur Berechnung der Schwemmholz liefernden

Flächen in Wildbacheinzugsgebieten. Projektbericht im Rahmen des Interreg IIIA-Projektes

Italien-Schweiz „Entwicklung und Anwendung eines Systems zur überregionalen Erkennung

und Bewertung hydrogeologischer Risiken“. Bozen.

Zischg, A., Macconi, P., Pollinger, R., Sperling, M., Mazzorana, B., Marangoni, N., Berger, E., Staff-

ler, H. (2007): Historische Überschwemmungs- und Murgangereignisse in Südtirol. Erhebung

und Dokumentation. Der Schlern 3(81), 3-16.

S. 133

A n h a n g - I H R E n d b e r i c h t

Anhang

Anhang 1: Durchgeführte Workshops der Arbeitsgruppen

Anmerkungen: Die Auflistung enthält nicht die Sitzungen auf Strategieebene und die infor-

mellen Treffen.

24.11.2004: Workshop zur Zwischenpräsentation der Projektergebnisse mit den Amtsdirektoren ß

der Abteilung Wasserschutzbauten und einem Vertreter des Projektpartners in Nordtirol. Der

Workshop diente u. a. dazu, Projektinhalt und bereits erzielte Ergebnisse innerhalb der Abtei-

lung 30 Wasserschutzbauten zu erörtern sowie zukünftige Entwicklungen zu diskutieren.

17.03.2005: Workshop zur Vorstellung der neu genehmigten Interreg IIIA-Projekte. ß

05.04.2005: Workshop zur Information der Landesämter über die neu genehmigten Interreg ß

IIIA-Projekte. Erläuterung der Ziele und der Projektorganisation. Ernennung der Arbeitsgruppen

zu den Projektmodulen.

19.04.2005: Workshop der Strategieebene in Zernez mit Vertretern der Projektpartner Grau- ß

bünden und Nordtirol.

12.05.2005: Workshop zur Anwendung von Laserscanning-Verfahren im Naturgefahrenmana- ß

gement am Institut für Geografie der Universität Innsbruck, erweiterte Arbeitsgruppe.

19.05.2005: Information über die Methode BUWAL bei geo7 in Bern. ß

23.05.2005: Information über die Methode Silvaprotect-CH bei M. Giamboni BUWAL in Bern. ß

26.05.2005: Koordinationstreffen mit dem Hydrographischen Amt. Stand der Gefahrenhinweis- ß

karten für Lawinen.

27.05.2005: Koordinationstreffen mit dem Amt für Raumbezogene Informatik. ß

13.06.2005: Workshop zur Evaluation der EGAR-Produkte im Etschtal und im Einzugsgebiet der ß

Drau.

14.06.2005: Abteilungsinterne Besprechung über Ereignisdokumentation. ß

16.06.2005: Workshop zu den Anforderungen an die Wahl der Methode zur Erstellung von ß

Gefahrenhinweiskarten mit der internen Arbeitsgruppe.

18.06.2005: Workshop zur Evaluation der Methoden für die Erstellung von Gefahrenhinweis- ß

karten auf Basis der definierten Anforderungen mit der internen Arbeitsgruppe.

20.06.2005: Vorstellung des Gesamtkonzeptes zur Plattform IHR und erweiterte Diskussion über ß

alte und neue Ansätze in der Regionalplanung im Zuge des Workshops „Regionalplanung“ in

der Sektion Tirol der Österreichischen Wildbach- und Lawinenverbauung.

22.06.2005: Workshop über Möglichkeiten zur Erstellung von Gefahrenhinweiskarten für ß

Wassergefahren.

27.06.2005: Workshop zur Definition der Anforderungen an die Methode zur Erstellung von ß

Gefahrenhinweiskarten und Auswahl der Methoden für die Erstellung der Gefahrenhinweis-

karte für Überschwemmungen mit der internen Arbeitsgruppe.

04.07.2005: Koordinationstreffen mit Amt für Geologie zur Evaluation der EGAR-Produkte. ß

09.08.2005: Workshop zur Optimierung des Datenaustausches zwischen den Ämtern der ß

Landesverwaltung mit der internen Arbeitsgruppe.

16.08.2005: Workshop zur Optimierung des Datenaustausches zwischen den Ämtern der ß

Landesverwaltung mit der erweiterten Arbeitsgruppe.

24.08.2005: Koordinationssitzung mit dem Hydrographischen Amt, Abklärung zur Methodik ß

und zum Stand der Gefahrenhinweiskarten für Lawinen.

S. 134

I H R E n d b e r i c h t - A n h a n g

07.09.2005: Workshop zur Diskussion der Methode für die Erstellung von Gefahrenhinweiskarten ß

nach BUWAL in der GIS-Gruppe der Abteilung Wasserschutzbauten.

20.09.2005: Sitzung der Strategieebene. ß

03.10.2005: Workshop zur Erhebung des Schadenpotenzials mit der internen Arbeitsgruppe. ß

10.10.2005: Sitzung der Strategieebene. ß

11.10.2005: Workshop zur Formulierung der Benutzeranforderungen an die IT-Infrastruktur der ß

Landesverwaltung.

19.10.2005: Koordinierungssitzung mit Amt für Geologie und Baustoffprüfung und dem Hydro- ß

graphischen Amt zur Formulierung der Benutzeranforderungen.

25.10.2005: Workshop „Einbindung des Konzepts der Gefahrenhinweiskarten in die Rahmenbe- ß

dingungen der Autonomen Provinz Bozen – Südtirol“ unter Beteiligung zahlreicher Techniker

der Abteilung 30, verschiedener externer Projektmitarbeiter, einem Vertreter des österreichi-

schen Projektpartners Nordtirol, des Projektpartners aus der Schweiz Graubünden, den Ämtern

9.6, 11.6, 26.4, 39.1 und der Abteilung 32.

14.11.2005: Koordinierungssitzung mit dem Amt für Forstplanung. ß

15.11.2005: Workshop „Treffen mit den Landesämtern für Informatik“ zur Diskussion der ß

Methoden für den Datenaustausch.

13.03.2006: Workshop zur Evaluation der Gefahrenhinweiskarten mit der internen Arbeits- ß

gruppe.

22.08.2006: Workshop zu den Ergänzungen der Legende der Geomorphologischen Karte für ß

Gefahrenzonenpläne im Hinblick auf Wildbachphänomene mit der internen Arbeitsgruppe.

28.09.2006: Workshop zum Thema: Plattform IHR – Auswirkungen des Klimawandels auf das ß

Informationssystem zu hydrogeologischen Risiken mit der internen Arbeitsgruppe der Module

I – III.

03.10.2006: Workshop und Präsentation der Schadenpotenzial-Hinweiskarte vor Technikern der ß

Abteilung 30, des Amtes 9.6, 11.6, 26.4 und der Abteilung 32.

17.10.2006: Workshop zur Entwicklung des Hazard Browsers mit der internen Arbeitsgruppe. ß

22.02.2007: Workshop und Präsentation der Tätigkeiten aus Modul 2 und 3, Diskussion zum ß

weiteren Vorgehen (Gefahrenhinweiskarte Talflüsse, Karten und Tabellen der Bearbeitung-

stiefen, Literaturdatenbank, Hazard Browser u.a.).

13.03.2007: Workshop zur Erstellung der Karte der Schadenpotenzial-Kategorien, Diskussion über ß

die Verwendung der Karte für die an der Gefahrenzonenplanung beteiligten Landesämter.

12.04.2007: Workshop und Präsentation der Methodik zur Schwachstellenanalyse, Planung des ß

Arbeitspaketes Gefahrenhinweiskarte Talflüsse.

24.05.2007: Workshop zur Weiterentwicklung des Datenbanksystems ARZ30 zum Einzugsgebie- ß

tinformationssystem BASIN30.

09.07.2007: Workshop zur Priorisierung des Handlungsbedarfs bei der Sicherung des Lebens- ß

raumes vor Wassergefahren.

20.07.2007: Fortbildung Gefahrenzonenplanung in der Praxis mit Referenten aus der Schweiz. ß

10.08.2007: Workshop zur Öffentlichkeitsarbeit IHR, Besprechung der Arbeiten. ß

S. 135


Anhang 2: Auflistung der Projektberichte

Modul I – DatenbankenPlatzer, M. (2005): Räumliche Verortung der „Naturchronik von Tirol (Fliri 1998) und Eingabe in

ED30. Projektbericht im Auftrag der Abteilung Wasserschutzbauten im Rahmen des Interreg

IIIA-Projektes „Entwicklung eines Informationssystems für Naturraumpotenziale“; Bozen.

Scherer, C. (2005): Räumliche Verortung der „Naturchronik von Tirol“ (Fliri 1998) und Eingabe

in ED30. Projektbericht im Auftrag der Abteilung Wasserschutzbauten im Rahmen des Interreg


Zischg, A. (2005): Systematische Erfassung und räumliche Verortung von historischen Mur-

gang- und Überschwemmungsereignissen in ED30. Projektbericht im Auftrag der Abteilung

Wasserschutzbauten im Rahmen des Interreg IIIA-Projektes „Entwicklung eines Informations-

systems für Naturraumpotenziale“; Bozen.

Zischg, A., Berger, E., Macconi, P. (2005): Literaturdatenbank zu historischen Naturgefahrener-

eignissen in der Autonomen Provinz Bozen – Südtirol, Italien. Projektbericht im Auftrag der

Abteilung Wasserschutzbauten im Rahmen des Interreg IIIA-Projektes „Entwicklung eines In-

formationssystems für Naturraumpotenziale“; Bozen.

Zischg, A., Macconi, P. (2005): Dokumentation der Datenbank zur Ereignisdokumentation von

Murgängen und Überschwemmungen ED30. Projektbericht im Auftrag der Abteilung Wasser-

schutzbauten im Rahmen des Interreg IIIA-Projektes „Entwicklung eines Informationssystems

für Naturraumpotenziale“; Bozen.

Zischg, A., Macconi, P., Mantovani, D., Berger, E., Strada, C. (2005): Datenbanken zu Naturgefah-

ren-Themen in der Autonomen Provinz Bozen Südtirol. Projektbericht im Auftrag der Abteilung

Wasserschutzbauten im Rahmen des Interreg IIIA-Projektes „Entwicklung eines Informations-

systems für Naturraumpotenziale“; Bozen.

Zischg, A., Berger, E., Macconi, P., Mantovani, D., Staffler, H., Andriolo, A., Mair, V., Strada, C.,

Dinale, R., Rizzolli, S. (2005): Standardisierter Austausch von Daten zu Naturgefahren. Entwurf

einer Strategie für den standardisierten Austausch von Daten zu Naturgefahren in der Autono-

men Provinz Bozen Südtirol. Projektbericht im Rahmen des Interreg IIIA-Projektes „Entwicklung

eines Informationssystems für Naturraumpotenziale“; Bozen.

Zischg, A., Berger, E., Macconi, P., Mantovani, D. (2006): Datenmodelle und Datenstandards zu

Daten über Naturgefahren in der Abteilung Wasserschutzbauten, Autonome Provinz Bozen –

Südtirol. Projektbericht im Auftrag der Abteilung Wasserschutzbauten im Rahmen des Interreg


Zischg, A., Macconi, P., Berger, E. (2006): Synthese der im Rahmen der Plattform IHR in ED30

erfassten historischen Murgang- und Überschwemmungsereignisse. Projektbericht im Auftrag

der Abteilung Wasserschutzbauten im Rahmen des Interreg IIIA-Projektes „Entwicklung eines

Informationssystems für Naturraumpotenziale“; Bozen.

Zischg, A., Sperling, M., Macconi, P., Mantovani, D., Berger, E. (2006): Grundlagen für den Ent-

wurf der Datenbank ARZ30 - Abflussregister mit Zoneneinteilung GZP. Projektbericht im Auf-

trag der Abteilung Wasserschutzbauten im Rahmen des Interreg IIIA-Projektes „Entwicklung

eines Informationssystems für Naturraumpotenziale“; Bozen.

Zischg, A., Sperling, M., Macconi, P., Mantovani, D., Berger, E. (2006): Verknüpfung der Daten-

banken zu hydrogeologischen Risiken in der Abteilung 30 (ED30, Literatur30, ARZ30, BAU-

S. 136


KAT30). Projektbericht im Auftrag der Abteilung Wasserschutzbauten im Rahmen des Interreg


Eschgfäller, M. (2007): Bericht zur systematischen Erfassung und räumlichen Verortung histo-

rischer Hochwasser- und Überschwemmungsereignisse in der Gemeinde Graun im Vinschgau

und dem angrenzenden Einzugs- sowie Ablagerungsgebiet des Alpgrabenbaches. Projekt-

bericht im Auftrag der Abteilung Wasserschutzbauten im Rahmen des Interreg IIIA-Projektes

„Entwicklung eines Informationssystems für Naturraumpotenziale“; Bozen.

Eschgfäller, M. (2007): Wildbach- und Lawinenverbauung, Schnee – Lawine, Wasserbau – Fluss-

bau, Geomorphologie. Literaturrecherche, sowie Einarbeiten der erörterten Literaturzitate in

die Literaturdatenbank „BIBLIO30“. Projektbericht im Auftrag der Abteilung Wasserschutzbau-

ten im Rahmen des Interreg IIIA-Projektes „Entwicklung eines Informationssystems für Natur-

raumpotenziale“; Bozen.

Modul II – HinweiskartenZischg, A. (2005): Methoden zur räumlichen Abgrenzung der Erfassungsbereiche im Hinblick

auf die Erstellung von Gefahrenhinweiskarten in der Autonomen Provinz Bozen – Südtirol. Pro-

jektbericht im Rahmen des Interreg IIIA-Projektes „Entwicklung und Anwendung eines Systems

zur überregionalen Erkennung und Bewertung hydrogeologischer Risiken“; Bozen.

Zischg, A., Berger, E., Gius, S., Macconi, P., Mantovani, D., Mazzorana, B., Volcan, C., Staffler, H.,

Mair, V., Strada, C., Andriolo, A., Moser, M. (2005): Methoden zur Erstellung von Gefahrenhin-

weiskarten im Hinblick auf einen flächendeckenden Einsatz in der Autonomen Provinz Bozen

– Südtirol, Italien. Projektbericht im Rahmen des Interreg IIIA-Projektes „Entwicklung und An-

wendung eines Systems zur überregionalen Erkennung und Bewertung hydrogeologischer

Risiken“; Bozen.

Zischg, A., Keiler, M., Fuchs, S. (2005): Erhebung von Methoden zur Bewertung des von Natur-

gefahren betroffenen Schadenpotenzials als Grundlage für die Prioritätenreihung in der Maß-

nahmenplanung in der Autonomen Provinz Bozen – Südtirol, Italien. Projektbericht im Auftrag

der Abteilung Wasserschutzbauten im Rahmen des Interreg IIIA-Projektes „Entwicklung und

Anwendung eines Systems zur überregionalen Erkennung und Bewertung hydrogeologischer

Risiken“; Bozen.

Gritti, A. (2006): Digitalizzazione delle categorie del potenziale di danno. Relazione di sintesi.

Projektbericht im Auftrag der Abteilung Wasserschutzbauten im Rahmen des Interreg IIIA-

Projektes „Entwicklung und Anwendung eines Systems zur überregionalen Erkennung und

Bewertung hydrogeologischer Risiken“; Bozen.

Platzer, M. (2006): Digitalisierung der Schadenpotenzialkategorien. Technischer Bericht. Projekt-

bericht im Auftrag der Abteilung Wasserschutzbauten im Rahmen des Interreg IIIA-Projektes

„Entwicklung und Anwendung eines Systems zur überregionalen Erkennung und Bewertung

hydrogeologischer Risiken“; Bozen.

Volcan, C. (2006): Metodologia per l’individuazione delle rotte d’argine e la determinazione del-

le aree di pericolo. Projektbericht im Auftrag der Abteilung Wasserschutzbauten im Rahmen

des Interreg IIIA-Projektes „Entwicklung und Anwendung eines Systems zur überregionalen

Erkennung und Bewertung hydrogeologischer Risiken“; Bozen.

Zischg, A. (2006): Karte der Schadenpotenzial-Kategorien. Projektbericht zur „Plattform IHR –

Informationssystem zu hydrogeologischen Risiken“. Projektbericht im Auftrag der Abteilung

Wasserschutzbauten im Rahmen des Interreg IIIA-Projektes „Entwicklung und Anwendung

S. 137


eines Systems zur überregionalen Erkennung und Bewertung hydrogeologischer Risiken“; Bo-

zen.

Zischg, A., Berger, E., Sperling, M., Staffler, H. (2006): Vorgehen bei der Vergabe und Betreuung

von Gefahrenzonenplänen – Wassergefahren. Internes Dokument, Entwurfsversion als Grund-

lage für vertiefte Diskussion. Projektbericht im Auftrag der Abteilung Wasserschutzbauten im

Rahmen des Interreg IIIA-Projektes „Entwicklung und Anwendung eines Systems zur überregi-

onalen Erkennung und Bewertung hydrogeologischer Risiken“; Bozen.

Zischg, A., Berger, E., Gius, S., Macconi, P., Mantovani, D., Mazzorana, B., Pollinger, R., Sperling,

M., Staffler, H., Volcan, C. (2006): Evaluation der Gefahrenhinweiskarte für Murgang und Übersa-

rung im Testgebiet. Projektbericht im Auftrag der Abteilung Wasserschutzbauten im Rahmen

des Interreg IIIA-Projektes „Entwicklung und Anwendung eines Systems zur überregionalen

Erkennung und Bewertung hydrogeologischer Risiken“; Bozen.

Zischg, A., Macconi, P., Mantovani, D., Sperling, M. (2006): Sammlung von Grundlagen für ei-

nen Entwurf von Richtlinien zur „Karte der Wildbach-Phänomene“. Projektbericht im Auftrag

der Abteilung Wasserschutzbauten im Rahmen des Interreg IIIA-Projektes „Entwicklung und

Anwendung eines Systems zur überregionalen Erkennung und Bewertung hydrogeologischer

Risiken“; Bozen.

Zischg, A., Staffler, H., Berger, E: (2006): Verwendung der Produkte und Ergebnisse von IHR im

Rahmen der Erstellung von Gefahrenzonenplänen. Internes Dokument, Entwurfsversion als

Grundlage für vertiefte Diskussion. Projektbericht im Auftrag der Abteilung Wasserschutzbau-

ten im Rahmen des Interreg IIIA-Projektes „Entwicklung und Anwendung eines Systems zur

überregionalen Erkennung und Bewertung hydrogeologischer Risiken“; Bozen.

Strada, C., Piacentini, D. (2006): Carta della suscettibilità al pericolo di crollo. Projektbericht im

Auftrag der Abteilung Wasserschutzbauten und des Amtes für Geologie und Baustoffprüfung

im Rahmen des Interreg IIIA-Projektes „Entwicklung und Anwendung eines Systems zur über-

regionalen Erkennung und Bewertung hydrogeologischer Risiken“; Bozen.

Franceschi, S., Antonello, A. (2007): Relazione consegna casi test Schwachstellenanalyse.


Projektes „Entwicklung und Anwendung eines Systems zur überregionalen Erkennung und

Bewertung hydrogeologischer Risiken“; Bozen.

Zischg, A. (2007): Priorisierung des Handlungsbedarfs zur Sicherung des Lebensraums vor Mur-

gang- und Übersarungsprozessen auf Hinweisebene. Projektbericht im Auftrag der Abteilung

Wasserschutzbauten im Rahmen des Interreg IIIA-Projektes „Entwicklung und Anwendung

eines Systems zur überregionalen Erkennung und Bewertung hydrogeologischer Risiken“; Bo-

zen.

Zischg, A., Macconi, P., Pollinger, R., Sperling, M., Mazzorana, B., Marangoni, N., Berger, E., Staff-

ler, H. (2007): Historische Überschwemmungs- und Murgangereignisse in Südtirol. Erhebung

und Dokumentation. Der Schlern 3(81), 3-16.

Zischg, A., Largiader, A. (2007): GIS-Applikation zur Berechnung der Schwemmholz liefernden

Flächen in Wildbacheinzugsgebieten. Projektbericht im Rahmen des Interreg IIIA-Projektes

Italien-Schweiz „Entwicklung und Anwendung eines Systems zur überregionalen Erkennung

und Bewertung hydrogeologischer Risiken“. Bozen.

S. 138


Modul III – InformationssystemZischg, A., Berger, E., Macconi, P., Mantovani. D., Staffler, H., Andriolo, A., Mair, V., Strada, C.,

Dinale, R., Rizzolli, S. (2006): Informationssystem zu hydrogeologischen Risiken IHR - Konzept.


Projektes „Entwicklung eines Informationssystems für Naturraumpotenziale“; Bozen.

Anhang 3: Informations- und Publizitätsmaßnahmen

Informationsveranstaltungen10.03.2005: Informationsveranstaltung über das Projekt „Regionalplanung Naturraumpoten- ß

tiale“. Eingeladen waren neben den Amtsdirektoren und mehreren Technikern der Abteilung

30 verschiedene externe Projektmitarbeiter, ein Vertreter des österreichischen Projektpartners

Nordtirol sowie Vertreter des Amtes 9.6, 11.6, 26.4, 39.1 und der Abteilung 32.

17.03.2005: Erste Vorstellung des Gesamtkonzeptes zur Plattform IHR vor Technikern der Abtei- ß

lung 30.

05.04.2005: Präsentation des Gesamtkonzeptes IHR vor einem erweiterten Publikum (Amt 9.6, ß

11.6, 26.4, 39.1 und der Abteilung 32) im Rahmen der Seminarreihe Seminar 30.

08.08.2005: Präsentation einer möglichen Methodik zur Erstellung von Gefahrenhinweiskarten ß

in Südtirol vor einem erweiterten Publikum (Amt 9.6, 11.6, 26.4 und der Abteilung 32).

25.10.2005: Workshop „Einbindung des Konzepts der Gefahrenhinweiskarten in die Rahmenbe- ß

dingungen der Autonomen Provinz Bozen – Südtirol“ unter Beteiligung zahlreicher Techniker

der Abteilung 30, verschiedener externer Projektmitarbeiter, einem Vertreter des österreichi-

schen Projektpartners Nordtirol, des Projektpartners aus der Schweiz Graubünden, den Ämtern

9.6, 11.6, 26.4, 39.1 und der Abteilung 32.

13.03.2006: Vorstellung der Richtlinien zur Gefahrenzonenplanung vor Technikern der Abtei- ß

lung im Rahmen der Seminarreihe Intern 30.

27.03.2006: Vorstellung des Leitfadens zur Gefahrenzonenplanung vor Technikern der Abtei- ß

lung im Rahmen der Seminarreihe Intern 30.

10.04.2006: Vorstellung der Gefahrenhinweiskarte Murgang und Übersarung vor Technikern der ß

Abteilung im Rahmen der Seminarreihe Intern 30.

06.04.2006: Vortrag zum Gesamtkonzept Plattform IHR und Präsentation eines Posters im ß

Rahmen der Jahreskonferenz der European Geosciences Union in Wien.

27.04.2006: Vorstellung des Konzeptes Schwachstellenanalyse für die Erstellung der Gefahren- ß

hinweiskarte Talflüsse vor Technikern der Abteilung und Projektmitarbeitern aus der Schweiz.

24.07.2006: Vorstellung der Gefahrenhinweiskarte Murgang- und Übersarung vor den Techni- ß

kern der Zone Süd der Abteilung 30.

03.10.2006: Präsentation der Karte der Schadenpotenzial-Kategorien vor Technikern der Abtei- ß

lung 30, des Amtes 9.6, 11.6, 26.4 und der Abteilung 32 im Rahmen der Seminarreihe Seminar

30.

06.10.2006: Präsentation eines Posters zur Gefahrenhinweiskarte Murgang und Übersarung im ß

Rahmen der Fachmesse ASITA in Bozen.

04.12.2006: Vorstellung des Merkblattes zur Erstellung eines Gefahrenzonenplanes für Wasser- ß

gefahren vor Technikern der Abteilung 30 im Rahmen der Seminarreihe Intern 30.

02.04.2007: Vorstellung des Systems zur Ereignisdokumentation ED30 im Rahmen der Seminar- ß

reihe Seminar 30.

S. 139


09.07.2007: Vorstellung des Konzeptes der Priorisierung durch eine Risikoanalyse sowie Vorstel- ß

lung eines Anwendungsbeispieles und Diskussion zum weiteren Vorgehen im Rahmen der

Seminarreihe Intern 30.

PublikationenFünf Mitteilungsschreiben zur Plattform IHR, in welchen die jeweils wesentlichen Arbeitsfort- ß

schritte präsentiert wurden.

Veröffentlichung des Konzeptes zur Plattform IHR (Weiterentwicklung des Projektes „Regional- ß

planung Naturraumpotenziale“) im Südtiroler Umweltbuch 2005.

Vorstellung der Plattform IHR in der EUREGIO-Broschüre der Abteilung für Europa-Angelegen- ß

heiten;

Vorstellung der Plattform IHR und wesentlicher Produkte im Projektbuch Interreg IIIA Italien/ ß

Schweiz;

Veröffentlichung des Artikels „Erhebung und Dokumentation historischer Überschwemmungs- ß

und Murgangereignisse in Südtirol“ (Zischg, A.; Macconi, P.; Pollinger, R.; Sperling, M.; Mazzorana,

B.; Marangoni, N.; Berger, E.; Staffler, H.) in der Zeitschrift „Der Schlern“ vom März 2007, Heft 3,

81. Jahrgang.

Veröffentlichung des Abstracts „A standardized procedure for the compilation and documenta- ß

tion of historical flood and debris flow events in South Tyrol within the framework of the event

documentation system ED30“ (Macconi, P.; Zischg, A.; Mazzorana, B.; Sperling, M.; Marangoni,

N., Pollinger, R.) im Tagungsband der Fachtagung der Internationalen Forschungsgemeinschaft

INTERPRAEVENT 2008.

Veröffentlichung des Artikels „Priorisierung des Handlungsbedarfs bei der Sicherung des ß

Lebensraums vor Wassergefahren auf regionaler Massstabsebene in der Autonomen Provinz

Bozen – Südtirol“ (Pollinger, R.; Staffler, H.; Zischg, A.) im Tagungsband der Fachtagung der Inter-

nationalen Forschungsgemeinschaft INTERPRAEVENT 2008.

Veröffentlichung des Abstracts „A standardized procedure for the compilation of hazard zone ß

and risk maps regarding floods and debris flows in the Autonomous Province of Bolzano – South

Tyrol, Italy using the Information System for Hydrogeological Risks (IHR)“ (Staffler, H.; Berger, E.;

Sperling, M.; Macconi, P.; Volcan, C.; Zischg, A.) im Tagungsband der Fachtagung der Internatio-

nalen Forschungsgemeinschaft INTERPRAEVENT 2008.

Veröffentlichung des Abstracts „Das EF30Foreward Konzept – ein Hinweisinstrument zur Ermitt- ß

lung der Zuverlässigkeit und Funktionseffizienz von Wasserschutzbauten“ (B. Mazzorana) im

Tagungsband der Fachtagung der Internationalen Forschungsgemeinschaft INTERPRAEVENT

2008.

S. 140


Anhang 4: Ausgabe von BASIN30

S. 141


S. 142


www.provinz.bz. i t /wasserschutzbauten | [email protected]. i t

ihr - landesverwaltung · ihr endbericht ihr informationssystem zu hydrogeologischen risiken...

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